Значение понятия пространства и времени не только для естественных, но и для гуманитарных наук

   Содержание 

     Введение…………………………………………………………………………3 стр. 

1. Сущностные  характеристики пространства и времени  с позиции

   современного научного познания..................................................................  4 стр. 

    II.   Межнаучный характер пространственно–временных представлений

            в    современной науке……………………………………………………  10 стр. 

    III.  Значение понятия пространства и времени не только для естественных,

           но и для гуманитарных наук………………………………………………  12 стр. 

      Заключение……………………………………………………………………   17 стр. 

      Список используемой литературы…………………………………………...  18 стр. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение 

   Пространство  и время относятся к фундаментальным  понятиям, которыми философы занимались с давних времен. В двадцатом веке представления об этих понятиях были основательно уточнены. В понимании  многих античных мыслителей существовало представление об абсолютном и пустом пространстве, заполненном неким мировым и неподвижным эфиром. Эти представления древних философов по мере накопления научных знаний о природе вещества, характера взаимодействия тел, строения и структуры материального мира постепенно преобразовывались.

   Открытия современной физики привели к необходимости серьезного пересмотра таких понятий, как пространство, время, материя, объект и т.д.; а поскольку эти понятия являются основополагающими для мировоззрения, то необходимы были и кардинальные перемены. Благодаря этим переменам возник и совершенно новый взгляд на мир, формирование которого продолжается под воздействием современных научных разработок.

   В процессе написания контрольной  работы необходимо выявить основные характеристики времени и пространства. Без них невозможно будет представить  всю значимость времени и пространства для наук. Естественные науки не могут обходиться без свойств пространства и времени. Физические, химические и другие величины непосредственно и опосредованно связаны с измерением длин и длительности, т.е. пространственно-временными характеристиками объектов. Но, как доказывает практика, гуманитарные науки тоже не могут обходиться без пространственно-временных характеристик.

   Целью своей работы считаю - проанализировать свойства пространства и времени с точки зрения современной науки.

   Моя главная задача – проследить взаимосвязь между понятиями современной физики (пространство и время), показать различные представления о сущности данных понятий, выявить их основные характеристики и показать значение этих понятий для современных наук. 
 
 

1.   Сущностные характеристики пространства и времени с позиции

   современного  научного познания

     Пространство  и время представляют собой формы, выражающие определенные способы координации  материальных объектов и их состояний. Содержанием этих форм является движущаяся материя, материальные процессы, и именно особенности и характер последних  должны определять их основные свойства. В этом отношении диалектика нацеливала науку на поиски зависимости между  определенными свойствами пространства и времени и сопутствующими материальными  процессами, которые их определяют. Кроме того, наличие у пространства и времени единого содержания — движущейся материи — указывает  и на взаимосвязь между самим  пространством и временем, на невозможность  их существования абсолютно независимо друг от друга.

      Но  что же такое пространство и время по отдельности?

      Время - это всеобщая объективная форма существования движущейся материи, являющаяся необходимым условием возникновения и изменения конкретных материальных систем и выражающая структурность, темп и длительность материальных процессов, и объективную последовательность событий.

      Пространство  - это всеобщая объективная форма существования материи, являющаяся необходимым условием возникновения и движения конкретных материальных систем.

        Наши представления о пространстве  и времени накладывают большой  отпечаток на понимание всей  картины мира. Они упорядочивают  вещи и явления, которые окружают  нас и в повседневной жизни,  и при попытках науки и философии  объяснить мир. Нет такого закона  физики, который можно было бы  сформулировать без понятий пространства  и времени. Одной из величайших  революций в истории науки  стало значительное изменение  этих основополагающих понятий  благодаря теории относительности.

        В доньютоновский период развитие представлений о пространстве и времени носило противоречивый характер. Представители элейской школы в Древней Греции отрицали существование пустого пространства, некоторые философы (Демокрит) утверждали, что пустота существует. И только в трудах Евклида зарождаются геометрические представления о пространстве, как об однородном и бесконечном.

        Евклидова геометрия была завершена  в XXVII столетии, когда Исаак Ньютон (1643-1727), дополнив наблюдения Галилея статистическим описанием пространства Евклида, построил описание движения в этом пространстве. Классическая физика исходила из представлений об абсолютно трехмерном пространстве, существующем независимо от содержащихся в нем материальных объектов и подчиняющимся законам евклидовой геометрии, а о времени как о самостоятельном измерении, которое носит абсолютный характер и течет с одинаковой скоростью независимо от материального мира.

        Научную революцию нашего времени  готовили многочисленные работы  физиков XIX века. Началось все с открытия и исследования электрических и магнитных явлений, которые не могли быть описаны в рамках механической модели и требовали введения новых сил. Очень важный шаг был сделан Майклом Фарадеем и Кларком Максвеллом – плодом размышлений над эффектами действия электрических и магнитных сил стала теория электромагнетизма. Вершина этой теории было осознание того, что свет – это переменное поле высокой частоты, движущееся в пространстве в форме волн. Из теории Максвелла был сделан вывод о конечной скорости распространения электромагнитных взаимодействий и существования электромагнитных волн.

        В девятнадцатом веке, еще до  Эйнштейна, физики представляли  себе пространство наполненным  особым неподвижным и невидимым  веществом, названным эфиром. Эфир  заполнял все Вселенную и проникал  во все материальные тела. В 1881г. Альберт Абрахам Майкельсон впервые попытался обнаружить эфирный ветер. Он трижды проводил свои эксперименты, но результаты оказывались отрицательными. Скорость света во всех опытах оказалась постоянной, не зависящей от положения наблюдателя и движения источника света.

        Следующим этапом в исследовании  вопроса пространства и времени  были предложения Лоренца, показавшие, что быстродвижущиеся тела несколько  изменяют (уменьшаются) свои размеры. 

        Первые три десятилетия XX века радикально изменили положение дел в физике. Старые понятия не находили применения в новых областях науки. У истоков современной физики стояло великое свершение одного человека, Альберта Эйнштейна (1879-1955). Две его статьи, опубликованные в 1905г. и 1915г., содержали две радикально новые мысли. В первой Эйнштейн привязал пространство ко времени более тесным образом, чем попытался это сделать Ньютон. Осуществив это, он разрушил ньютоновские представления об абсолютном пространстве и времени. На втором шаге он устранил одно из достижений Ньютона – понятие универсального тяготения как силы, она по-новому заставила взглянуть на электромагнитное излучение и легла в основу квантовой теории. Квантовая теория сформировалась в окончательном виде через двадцать лет совместными усилиями группы физиков.

        Первым достижением Эйнштейна  была специальная/частная теория относительности (в некоторых источниках упоминается о неправильном переводе с немецкого языка, в результате чего называли специальная теория относительности).  Центральным замечанием Эйнштейна было замечание о том, что для наблюдателя, находящегося в равномерном движении, невозможно определить движется он или нет, т.е. невозможно измерить равномерное движение каким-то абсолютным способом. Это утверждение Эйнштейн сжато выразил утверждением, что все инерциальные системы отсчета эквиваленты.

        У Эйнштейна ушло более десятилетия  на переход от специальной  теории относительности к более  общей теории, которую обычно  называют общей теорией относительности, теорией гравитации Эйнштейна. Общая теория относительности возникает из совпадения, которое состоит в том, что масса, используемая для выражения способности тела сопротивляться действию силы, является той же самой, что и масса, используемая для выражения способности тела создавать гравитационное притяжение. Согласно теории Эйнштейна, гравитация способна «искривлять» время и пространство. Это означает, что в искривленном пространстве законы евклидовой геометрии не действуют, так же как двухмерная плоскостная геометрия не может быть применена на поверхность сферы. Эта наиболее широко признанная, последовательная теория гравитации находит применение в астрофизике и космологии.

     К свойствам пространства относятся  протяженность, однородность и изотропность, трехмерность. Время обычно характеризуется такими свойствами как длительность, одномерность, необратимость, однородность.

     К наиболее характерным свойствам  пространства относится его трехмерность. Положение любого объекта может быть определено с помощью трех независимых величин. Время одномерно, ибо для фиксации положения события во времени достаточно одной величины. Под заданием положения события, объекта в пространстве или времени имеется в виду определение его координат по отношению к другим событиям и объектам. Факт трехмерности реального физического пространства не противоречит существованию в науке понятия многомерного пространства с любым числом измерений. Понятие многомерного пространства является чисто математическим понятием, которое может быть использовано для описания взаимосвязи различного рода физических величин, характеризующих реальные процессы. Если же речь идет о фиксации события в реальной физическом пространстве, то при использовании любой системы координат трех измерений всегда будет достаточно. И хотя до сих пор вопрос об обоснованности трехмерности пространства является открытым вопросом, решение его должно лежать в установлении связи трехмерности с фундаментальными физическими процессами.

     К специфическим свойствам пространства относятся однородность и изотропность. Однородность пространства означает отсутствие в нем каких-либо выделенных точек, а изотропность – равноправность всех возможных направлений. В отличие от пространства время обладает только свойством однородности, заключающимся в равноправии всех его моментов.

     Характерным специфическим свойством времени  является его необратимость, которая проявляется в невозможности возврата в прошлое. Время течет от прошлого через настоящее к будущему, и обратное его течение невозможно. Прошлое порождает настоящее и будущее, переходит в них. К прошлому относятся только те события, которые уже осуществились, и превратились в последующие. Будущие события – это те, которые возникают из настоящих и непосредственно предшествующих им событий. Настоящее охватывает все те объекты, системы и процессы, которые реально существуют и способны к взаимоотношению между собой. Взаимодействие возможно лишь при одновременном существовании объектов.

     Отсюда  следует, что время составляет как  бы рамки для причинно-следственных связей. Некоторые утверждают, что  необратимость времени и его направленность определяются причинной связью, та как причина всегда предшествует следствию. Однако очевидно, что понятие предшествования уже предполагает время. Прав поэтому Г.Рейхенбах, который пишет: «Не только временной порядок, но и объединенный пространственно-временной порядок раскрываются как упорядочивающая схема, управляющая причинными цепями, и, таким образом, как выражение каузальной структуры вселенной»¹. 

     Одномерность  времени проявляется в линейной, генетически связанной между  собой, системе измерений. Если для  положения тела в пространстве необходимо задать три координаты, то для определения времени достаточно одной. Если бы время имело не одно, а два, три и больше измерений, то это означало бы, что параллельно нашему миру существуют аналогичные и никак не связанные с ним миры – двойники, в которых те же самые события разворачивались бы в одинаковой последовательности. Однородность времени означает, что во времени все точки  равноправны, не существует преимущественной точки отсчета, любую можно принять за начальную.

     Указанные свойства пространства и времени  связаны с главными законами физики - законами сохранения. Если свойства системы  не меняются от преобразования переменных, то ей соответствует определенный закон  сохранения. Это – одно из существенных выражений симметрии в мире. Симметрии  относительно сдвига времени (однородности времени) соответствует закон сохранения энергии; симметрии относительно пространственного  сдвига (однородности пространства) –  закон сохранения импульса; 

     ________________________________________________________________

       Рейхенбах Г. Философия пространства и времени. – М.:  Прогресс, 1985. 

       симметрии по отношению поворота  координатных осей (изотропности пространства) – закон сохранения момента импульса, или углового момента.

     Из  этих свойств вытекает и независимость  пространственно - временного интервала, его инвариантность и абсолютность по отношению ко всем система отсчета. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

II.   Межнаучный характер пространственно–временных представлений

     в    современной науке

        Современная физика оказала влияние  почти на все стороны общественной  жизни. Она является основой  всех естественных наук, а союз  естественных и технических наук  изменил условия нашей жизни  на Земле – что привело двояким  последствиям: как к положительным, так и к отрицательным. Сегодня вряд ли можно найти отрасль промышленности, которая не использует достижения современной физики (атомная физика), оказывает влияние на политику. Однако влияние современной физики затрагивает и культуру в целом, и образ мышления, что выражается в пересмотре наших взглядов на Вселенную и нашего отношения к ней. Понятия пространства и время лежат в основе нашего мировоззрения, и при радикальном пересмотре этих понятий, изменяется вся наша картина мира.

        Перемены, обусловленные современной  физикой, широко обсуждались физиками  и философами на протяжении  последних десятилетий. Проблема  времени особенно интересовала  философов, но решалась в естественных  науках. Внимание к категории  времени было обусловлено, прежде  всего, необходимостью его измерения.  Коренные повороты в движении  научной мысли, значительные теоретические  достижения в системе естествознания  обусловлены принципиальными изменениями  в трактовке именно понятий  времени и пространства, их углублением,  развитием, а каждая эпоха в  истории человеческого знания  вносит свой вклад в содержание  данных понятий.

        Изучением времени занимались философы-экзистенциалисты, которые рассматривали время не с физической, а с духовной, нравственной и эстетической точек зрения. Известны работы (Л. Гумилев), в которых проведено изучение образа и представлений о времени как одно из концептов языка и культуры, а не как онтологическая проблема. Единый взгляд на время у представителей разного этносов складывался из взаимодействия традиционных представлений о времени и того, что происходило с развитием науки, культуры, с художественным освоением категории времени в литературе.

        Понятия современной физики нередко  обнаруживают изумительное сходство  с представлениями той или  иной религиозной философией  Дальнего Востока. Все развитие  восточного мистицизма обнаруживает  удивительное единство в вопросе  о неразделимом пространственно-временном характере действительности, вновь и вновь подчеркивая факт, что пространство и время неразрывно связаны. Наиболее ясное выражение интуитивные представления о пространстве и времени получили в буддизме, в частности в школе Аватамсака буддизма махаяны. «Аватамсака-сутра», на которой основано учение школы, содержит яркое описание мировоззрения в момент просветления. В этой сутре неоднократно упоминается об осознании «взаимопроникновения пространства и времени».

        Мировоззрение современной физики  и восточного мистицизма характеризуется  большим динамизмом, и его основополагающими  компонентами являются понятия  времени и пространства, их изменчивости, так как и физики, и мистики  утверждают, что пространство и  время пронизывают друг друга.

        Тесная связь между пространством  и временем была обнаружена  в астрономии задолго до создания  теории относительности. Астрономы  и астрофизики имеют дело с  очень большими расстояниями, и  поэтому для них особенно немаловажно  понятие время. Все зависит  от того, что свету необходимо  определенное время, чтобы переместиться  от наблюдаемого объекта к  наблюдателю.  Поэтому астрономы  хорошо знают о важном значении связи пространства и времени.

        Черные дыры принадлежат к  числу наиболее загадочных и  необычных объектов, исследуемых  современной астрофизикой, и служат  яркой фактической иллюстрацией  теории относительности. Сильная  искривленность пространства-времени  в районе черной дыры не  только не позволяет лучам  света достичь наших телескопов, но и оказывает значительное влияние на время. Поток времени замедляется по мере продвижения и прохождения какого-либо объекта внутрь некоторой черной дыры замедляется, а затем останавливается. Но с самим объектом в момент достижения им событийного горизонта ничего не происходит, течение времени остается тем же. Естественные (точные) науки достигли высочайшего уровня миропонимания и эмпирического исследования, превратились в доминирующий способ человеческого мышления и социального действия.

Как видим,  вся наука, все отрасли научного познания направлены на изучение проблем  пространства и времени. В конечном счете, для того, чтобы решить одну из важнейших задач современности -  понять, как же устроен наш  мир.

III. Значение понятий пространства и времени для гуманитарных наук

            Гуманитарное познание отличается  от естественнонаучного познания  мира критериями, интерес гуманитарного  познания состоит не в точности  познания, а в глубине проникновения. 

        Был недавний период, когда гуманитарное  значение трактовали как неточное, расплывчатое, несовершенное и все  его фундаментальные особенности  – субъективность, историчность, образность, эмоциональность, интуитивность  и метафоричность рассматривали  как негативные характеристики  в сопоставлении с чертами  «настоящей», «нормальной» науки. 

        Пространство и время интересовали  человека всегда, о чем известно  из философской и художественной  литературы. Специфика познания  пространства и времени в науках  об обществе и человеке заключается  в том, что обсуждение времени  на гуманитарном уровне не  рассматривает время в обязательном  единстве с пространством. В  отличие от естественнонаучной  сферы, на гуманитарном уровне  учитываются особенности существования  времени в контексте человеческих  поступков, его деятельности, истории.    

        В современной науке используются  такие понятия, как физическое, геологическое, географическое, биологическое,  психологическое, социальное, историческое  пространство и время. Это даёт  нам право говорить о значимости  пространственно-временных представлений  не только для современных  естественных наук, но и для  гуманитарных.

  Географическое пространство и время

     Почти все науки независимо от того, являются ли они общественными, естественными  или гуманитарными или техническими, включают в свой инструментарий понятие  ”пространство”. Однако немного найдется наук, для которых это понятие  было бы одним из базовых. К их числу  наряду с физикой и геометрией, несомненно, принадлежит и география.

     В географии с помощью понятия  пространства удачно схватываются единство 
(совместимость) разнородных вещей и целостность мира. О важности понятия пространство для географии свидетельствует то, что о пространственном подходе говорят как о ядре географического познания.

     Значение  пространства и времени в географии  отражено в хорологической концепции А.Геттнега. Он рассматривал в качестве предмета географии, во- первых, пространственное соотношение явлений живой и неживой природы и человеческого общества на земной поверхности. Во-вторых, он считал предметом географии пространственное соотношение социальных объектов и объектов живой и неживой природы, и размещение их в такой системе, как географический ландшафт. Однако эта концепция рьяно критиковалась сторонниками материалистической диалектики. С их зрения хорологическая концепция имеет ряд существенных недостатков. Главными недостатками являются следующие: 1) то, что при всей значимости пространственного подхода в географических исследованиях его нельзя возводить в ранг основного предмета географии; 2) в хорологической концепции пространство отрывается не только от материи, но и от движения, а все особенности пространственного соотношения компонентов системы как раз и определяются именно движением, их взаимодействием; 3) происходит отрыв пространства от времени, в то время как география относится к числу основных наук, которые изучают конкретные формы движения материи и свойственные ей пространственные и временные отношения.

   Художественное  пространство и время

   Можно рассматривать их отдельно, а можно  в единстве, и тогда необходимо ввести понятие хронотопа. Хроното́п (от др.-греч. χρόνος, «время» и τόπος, «место») — литературоведческий термин, введённый М. М. Бахтиным в работе «Формы времени и хронотопа в романе». Под хронотопом Бахтин понимает «существенную взаимосвязь временны́х и пространственных отношений».

   Художественное  пространство и время являются неотъемлемым свойством любого произведения искусства, включая музыку, литературу, театр  и др. Литературные хронотопы  имеют прежде всего сюжетное значение, являются организационными центрами основных описываемых автором событий. Несомненно,  также изобразительное значение хронотопов, поскольку сюжетные события в них конкретизируются, а время и пространство приобретают чувственно-наглядный характер.

   Невозможно  отождествить художественное пространство и художественное время с простым  воспроизведением в искусстве реально  существующего пространства и времени,   представлением об изобразительном искусстве как размещении художественных форм в научно фиксируемом трехмерном пространстве. Художественное пространство и время не описываются чистой математикой, не должны пониматься как воспроизведение физически-технического пространства и времени.

   Каждый  писатель осмысляет время и пространство по-своему, наделяя их собственными характеристиками, отражающими мировоззрение  автора. Определённые характеристики реального пространства и времени  одними из них игнорируются, другими – гиперболизируются. В итоге художественное пространство, создаваемое писателем, не похоже ни на какое другое художественное пространство и время, а тем более – на реальное.

   Химическое пространство и время

       Несмотря  на то, что методы исследования в  химических и физических науках во многом совпадают, все же можно найти определенную специфику химического знания. Согласно точке зрения многих авторов, химическая картина мира занимает промежуточное положение между физической и биологической картинами мира. Эта двойственность химии связана с тем обстоятельством, что в ней реализуется синтез физического знания, доказавшего свою эвристическую роль в познании химизма, и биологического, внесшего эволюционные идеи в такие разделы современной химии, как биогеология, палеохимия, эволюционная биохимия и космохимия. Специфика химической формы движения и отражающая ее химическая картина мира могут быть поняты лишь при обращении к принципу историзма и обосновании особого этапа эволюции материи, предшествующего возникновению жизни.

       Что касается основных способов введения понятий пространства и времени в структуру химических теорий, то, учитывая успехи применения в современной химии квантовомеханических методов описания, можно сделать вывод о том, что основные способы введения понятий пространства и времени в структуру химических теорий аналогичны способам введения этих понятий в структуру квантовой механики, и проблемы, стоящие перед современной химией, связанные с пространственно-временным описанием, аналогичны проблемам, возникающим в квантовой механике. Имеются, конечно, определенные границы в применении методов квантовой механики для описания химических процессов, но поиски данных границ связаны с будущим развитием химических наук и с тем многократно доказанным фактом, что любая физическая теория имеет свои пределы применимости и безгранично экстраполировать ее выводы на другие области знания нельзя.

       Любые физические, химические и биологические  процессы сопровождаются изменением энергетического состояния систем. Именно энергетические факторы и связанные с ними энтропийные факторы объясняют практически все превращения веществ и процессы в живой и неживой природе.