Материя, пространство и время. Эволюция этих понятий

РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРЦИЯ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение Высшего

профессионального образования

Тюменский государственный университет

Финансово-экономический институт

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Реферат по дисциплине

«Концепции современного естествознания»

На тему: «Материя, пространство и время. Эволюция этих понятий».

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнила студентка

36УП143 группы

Сергеева Олеся Владимировна

Проверил старший преподаватель

Кафедры радиофизики

Жигарева Л. В.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тюмень 2014г.

Содержание:

 

1. Введение_________________________________________________________3
2. Общие понятия_______________________________________________________________4

   2.1. Материя________________________________________________________6

   2.2.Пространство и  время_____________________________________________7

3. Заключение______________________________________________________10
4. Список использованной литературы_________________________________11

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Общие понятия.

 

• Мате́рия (от лат. materia — вещество) —  категория для обозначения физической субстанции (лат. substantia — сущность; то, что лежит в основе) вообще, в противоположность сознанию или духу.  В материалистической философской традиции категория «материя» обозначает субстанцию, обладающую статусом первоначала (объективной реальностью) по отношению к сознанию (субъективной реальности): материя отображается нашими ощущениями, существуя независимо от них (объективно).

Материя является обобщением понятия материального и идеального, в силу их относительности. Тогда как термин «реальность» носит гносеологический  (от др.-греч. γνῶσις — «познание», «знание» и λόγος — «слово», «речь») оттенок, термин «материя» носит онтологический  (новолат. ontologia от др.-греч. ὄν, род. п. ὄντος — сущее, то, что существует + λόγος — учение, наука) оттенок.

Понятие материи является одним из фундаментальных понятий материализма.

• В физике термин пространство понимают, в основном, в двух смыслах:

«1) так называемое обычное пространство, называемое также физическим пространством — трёхмерное пространство нашего повседневного мира и/или прямое развитие этого понятия в физике (развитие, возможно, иногда достаточно изощрённое, но прямое, так что можно сказать: наше обычное пространство на самом деле таково). Это пространство, в котором определяется положение физических тел, в котором происходит механическое движение, геометрическое перемещение различных физических тел и объектов.

2) …различные абстрактные  пространства в том смысле, как  они понимаются в математике, не имеющие к обычному («физическому») пространству никакого отношения, кроме отношения более или  менее далёкой формальной аналогии (иногда, в отдельных простых случаях, правда, просматривается и генетическая  связь, например для пространства скоростей, импульсного пространства). Обычно это те или иные абстрактныевекторные или линейные пространства, впрочем, часто снабженные разнообразными дополнительными математическими структурами. Как правило, в физике термин пространство применяется в этом смысле обязательно с уточняющим определением или дополнением (пространство скоростей, цветовое пространство, пространство состояний, гильбертово пространство, пространство спиноров), или, в крайнем случае, в виде неразрывного словосочетания абстрактное пространство. Такие пространства используются однако для постановки и решения вполне «земных» задач в обыкновенном трёхмерном пространстве."1

• Время — «форма протекания физических и психических процессов, условие возможности изменения. Одно из основных понятий философии и физики, условная сравнительная мера движения материи, а также одна из координат пространства-времени, вдоль которой протянуты мировые линии физических тел.»2

В количественном (метрологическом) смысле понятие время имеет три аспекта:

• координаты события на временной оси. На практике это текущее время: календарное, определяемое правиламикалендаря, и время суток, определяемое какой-либо системой счисления (шкалой) времени (примеры: местное время, всемирное координированное время);
• относительное время, временной интервал между двумя событиями;
• субъективный параметр при сравнении нескольких разночастотных процессов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Материя.

 

«... философская категория для обозначения объективной реальности, которая дана человеку в ощущениях его, которая копируется, фотографируется, отображается нашими ощущениями, существуя независимо от них.»3

«Материя — это бесконечное множество всех существующих в мире объектов и систем, субстрат любых свойств, связей, отношений и форм движения. Материя включает в себя не только все непосредственно наблюдаемые объекты и тела природы, но и все те, которые в принципе могут быть познаны в будущем на основе совершенствования средств наблюдения и эксперимента. Весь окружающий нас мир представляет собой движущуюся материю в её бесконечно разнообразных формах и проявлениях, со всеми её свойствами, связями и отношениями. Марксистско-ленинское понимание материи органически связано с диалектико-материалистическим решением осовного вопроса философии; оно исходит из принципа материального единства мира, первичности материи по отношению к человеческому сознанию и принципа познаваемости мира на основе последовательного изучения конкретных свойств, связей и форм движения материи.»4

В современной науке понятие субстанции претерпело радикальные изменения. Диалектический материализм признаёт субстанциальность материи, но только во вполне определенном смысле: в плане материалистического решения основного вопроса философии и раскрытия природы различных свойств и форм движения тел. Именно материя, а не сознание или воображаемый божественный дух является субстанцией всех реально существующих в мире свойств, связей и форм движения, конечной основой всех духовных явлений. Понятие субстанции в этом смысле оказывается эквивалентно также понятию всеобщего материального субстрата различных процессов и явлений в мире. Признание субстанциальности и абсолютности материи эквивалентно также принципу материального единства мира, который подтверждается всем историческим развитием науки и практики. Однако при этом важно учитывать, что сама материя существует в виде бесконечного многообразия конкретных образований и систем. В структуре каждой из этих конкретных форм материя не существует в виде первичной, бесструктурной и неизменной субстанции, которая лежала бы в основе всех свойств материи.

 

 

Пространство и время.

 

Пространство и время - это всеобщие формы существования материи.

Систематическое рассмотрение вопроса о пространстве начинается с Аристотеля. Аристотель развивает учение о пространстве как учение о месте. Аристотель в «Физике» аргументирует тезис, что «место представляет собой нечто наряду с телами» и «всякое чувственно-воспринимаемое тело находится в каком-либо месте». Оно «имеет три измерения: длину, ширину и глубину, то есть те самые измерения, которыми определяется всякое тело». Он показывает, что место не может быть ни телом, ни формой, ни материей, ни пустотой. Место является «границей объемлющего тела, поскольку оно соприкасается с объемлемым. Я, - пишет Аристотель, - разумею под объемлемым тело, способное двигаться путем перемещения». Аристотель показывает, что не существует протяжения, отличного от тел, отделимого от них, что место существует вместе с предметом, так как границы существуют вместе с тем, что они ограничивают. Принципиальные изменения в понимании пространства произошли в культуре Нового времени, когда в процессе создания основ современного естествознания Галилеем и Ньютоном было разработано понятие пространства. Ньютон ввел понятие абсолютного пространства как теоретического понятия и отграничил его от понятия относительного пространства как определяемого с помощью наших чувств. В это время были выдвинуты две концепции пространства, которые сохранили свое влияние вплоть до настоящего времени: концепция абсолютного пространства, развития И. Ньютоном, и реляционная концепция пространства, развитая Г.Лейбницем.

Нашим далеким предкам мир представлялся маленьким и кратковременным; для них пространство замыкалось видимыми очертаниями моря и гор. Пространство первобытных людей было очень неоднородным. На территории племени выделялись тотемные центры - места, где пространство, по мнению членов племени, обладало максимально благоприятными качествами. Место обитания племени было также благотворным пространством, ибо здесь похоронены предки, охраняющие племя. За относительно упорядоченным пространством племенной территории располагалось внешнее пространство, наделенное отрицательными качествами.

Что касается восприятия времени, то первобытное мышление не ощущало как однородные следующие друг за другом отрезки времени и приписывало некоторым периодам дня и ночи, лунного месяца, года и т.д. свойство оказывать благоприятное или гибельное влияние. В более развитой мифологии каждому уровню мира присуще свое время, отличающееся такими параметрами, как ритм, длительность и т.п. Для мифологического времени характерна ориентация на прошлое. Мифологический прамир помещается в то время, когда еще не было времени, оно само еще созидалось. Более того, то время, соотнесенное с прошлым, оказывается вместе с тем настоящим и даже будущим, так как первобытные представления порождены циклическим видением времени.

Древним грекам мир не представлялся столь маленьким . Они были смелыми мореплавателями; установили торговые и культурные связи со многими народами, населявшими берега Средиземного моря. Древнегреческому ученому Эратосфену удалось определить длину земной окружности. В античной натурфилософии на смену опоясывающему Землю Океану приходит линейно упорядоченная река времени, которая катит свои воды из прошлого через настоящее в будущее, унося нас из детства в старость. (Эту линейную модель восприняло христианство, где присутствуют три момента времени: сотворение мира, распятие Христа и загробный мир — конечный пункт. Однако в христианстве река времени потекла вспять: настоящее непрерывно переходит из будущего в прошлое. Здесь более приемлем образ песочных часов. Бог сотворил время и, отмерив нужное количество, «засыпал» его в верхнее отделение часов - это и есть будущее, которое через отверстие (настоящее) стекает в нижнее отделение - в прошлое.)  
В античности существовал широкий спектр представлений о сущности пространства и времени. Представители элейской школы в Древней Греции отрицали возможность существования пустого пространства, или, по их выражению, небытия. 

Эмпедокл, поддерживая учение о невозможности пустоты, высказывался в пользу реальности изменения и движения, считая, что пустого пространства не существует, и в качестве доказательства указывал: если рыбы передвигаются в воде, следовательно, все объекты также существуют в определенной среде. Напротив, Демокрит утверждал, что пустота существует и необходима для перемещений и соединений атомов. У древнегреческого математика Евклида пространственные характеристики объектов обрели строгую математическую форму. В это время зарождаются геометрические представления об однородном и бесконечном пространстве, высказываются предположения о шарообразности Земли и о Солнце как центре Вселенной. 

В античное время возникает первая целостная система мира - геоцентрическая система К. Птолемея, в которой планеты, Солнце и другие небесные тела обращаются вокруг Земли по орбитам, представляющим сложное сочетание круговых орбит -деферентов (лат. deferens — несущий) и эпициклов (от греч. ἐπί — на и греч. κύκλος — круг). В центр деферента помещалась Земля, и принималось, что планета движется по эпициклу (системе эпициклов), центр которого равномерно перемещается по деференту. Система Птолемея представляла собой универсальную модель мира, где время было бесконечным, а пространство - конечным, в котором происходит равномерное круговое движение небесных тел вокруг неподвижной Земли.

Начиная с XV в. представления о пространстве и времени значительно расширяются. Этому активно способствовали Великие географические открытия, давшие представления о пространстве в пределах Земли и эмпирически доказавшие шарообразность нашей планеты. Изменение научной картины мира произошло с появлением гелиоцентрической системы мира, предложенной Н. Коперником (1543г.), где Солнце — центральное тело, вокруг которого обращаются планеты. Гелиоцентрическая система мира сменила представление о Земле как центре мироздания. Теория Коперника направила движение естественнонаучной мысли к признанию безграничности и бесконечности пространства. Система мира Коперника унаследовала высказанные ранее, но не воспринятые современниками идеи Аристарха Самосского (III в. до н.э.), который полагал, что звезды и Солнце неподвижны, Земля вращается вокруг Солнца по окружности, расстояние от Земли до звезд бесконечно большое, а также мыслителя раннего Возрождения Николая Кузанского (XV в.), который утверждал, что Земля, как и любое другое тело, не может быть центром Вселенной. Развитие взглядов Николая Кузанского и Коперника получило в теории Дж. Бруно, который связал бесконечность Вселенной и пространства. Бруно писал, что Вселенная должна быть бесконечной благодаря возможности и сообразности бытия бесчисленных миров, подобных нашему. 

В начале XVII в. И. Кеплер в гелиоцентрической картине движения планет увидел действие единой физической силы. Он установил универсальную зависимость между периодами обращения планет и средними расстояниями их до Солнца, ввел представление об их эллиптических орбитах.  
Огромную роль в развитии представлений о пространстве сыграл сформулированный Г. Галилеем принцип относительности, расширение которого во многом привело к современным научным представлениям о пространстве и времени.

Дальнейшее развитие представлений о пространстве и времени связано с именем Р. Декарта, который полагал, что все явления природы объясняются механическим взаимодействием элементарных материальных частиц. 

Новая картина мира была предложена И. Ньютоном. Распространив на всю Вселенную закон тяготения, он пришел к выводу, что Вселенная бесконечна. Лишь в этом случае в ней может находиться множество космических объектов - центров гравитации, связанных между собой силой тяготения. Пространство и время Ньютон характеризует как вместилища самих себя и всего существующего: во времени все располагается в порядке последовательности, в пространстве — в порядке положения.

Немецкий ученый Г.В. Лейбниц развивал реляционную концепцию пространства и времени, отрицающую существование пространства и времени как абсолютных сущностей. Указывая на чисто относительный (реляционный) характер пространства и времени, Лейбниц считал, что пространство и время есть нечто относительное (пространство - порядок сосуществования, а время — порядок последовательностей) и не могут рассматриваться в отрыве от самих «вещей». Однако идеи Лейбница о пространстве и времени не получили распространение среди его современников. 

Ньютоновская концепция пространства и времени и принцип относительности Галилея, на основе которых строилась физическая картина мира, господствовали вплоть до конца XIX в. Принятие абсолютного времени и постулирование абсолютной и универсальной одновременности во всей Вселенной стало основой для теории дальнодействия. В качестве дальнодействующей силы выступало тяготение, которое с бесконечной скоростью, мгновенно и прямолинейно распространялось на бесконечные расстояния. Эти мгновенные, вневременные взаимодействия объектов служили физическим каркасом для обоснования абсолютного пространства, существующего независимо от времени. 

Расширение представлений о пространстве и времени связано с распространением принципа относительности Галилея на системы отсчета, которые движутся по отношению друг к другу равномерно и прямолинейно под действием инерции (инерциальные системы отсчета) со скоростями, сопоставимыми со скоростью света  

Важный шаг в понимании сущности пространства и времени связан с созданиемА.Эйнштейном (1905г.) специальной теории относительности. Он показал, что в преобразованиях Лоренца отражаются не реальные изменения размеров тел при движении (что можно представить лишь в абсолютном пространстве), а изменения результатов измерения в зависимости от движения системы отсчета. Относительными оказывались и «длина», и «промежуток времени» между событиями, и даже «одновременность» событий, иначе говоря, не только всякое движение, но и пространство, и время. Исходя из невозможности обнаружить абсолютное движение, Эйнштейн сделал вывод о равноправии всех инерциальных систем отсчета. Он сформулировал два постулата, делавших излишней гипотезу о существовании эфира и составивших основу обобщенного принципа относительности:

1) все законы физики  одинаково применимы в любой  инерциальной системе отсчета  и не должны меняться при  преобразованиях Лоренца;

2) свет всегда распространяется  в свободном пространстве с  одной и той же скоростью  независимо от движения источника.

«В рамках общей теории относительности Эйнштейна считается, что структура пространства и времени определяется распределением масс материи. Так, в классической механике принимается, что если бы вдруг все материальные вещи исчезли, то пространство и время остались бы. Согласно теории относительности, пространство и время исчезли бы вместе с этими вещами.»5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список использованной литературы:

 

1. Аристотель // Физика. Соч. в 4-х томах. Т.3. Изд-во «Мысль». М. 1981. Книга 4. с.124, с.132.
2. Н. В. Косинов, В. И. Гарбарук // Материя и вещество. SciTecLibrary, 2002. — 67с.
3. М.Д. Ахундов // Концепция пространства и времени: истоки, эволюция, перспективы. - М.: ЮНИТИ, 2009. — 248с.
4. Н. В. Левашов // Последнее обращение к  человечеству.  М.: ИД «Русский терем», 1997. — 336с.
5. Н. В. Левашов // Неоднородная Вселенная. М.: ИД «Русский терем», 2003. — 146с.
6. Н. Н. Блоха // Время для Русских народов. М.: "Лепта", 2002. — 37с.
7. Музыка О.А., Попов В.В. // Постнеклассическая наука: концепции современного естествознания: Учебное пособие - Таганрог: Изд-во Таганрог. гос. пед. ин-та, 2005 - с.376

 

1 Н. В. Левашов. Последнее обращение к  человечеству. — 336 с.

2 Н. Н. Блоха. Время для Русских народов. —37с.

3 Ленин В. И., ПСС, т. 18, с. 131.

4 Н. В. Косинов, В. И. Гарбарук. Материя и вещество. — 67с.

5 Музыка О.А., Попов В.В. // Постнеклассическая наука: концепции современного естествознания: Учебное пособие. — 376с.