Пространство и время как формы существования материи

     Федеральное агентство по образованию РФ

            Самарский государственный технический университет

                        Кафедра философии 
 
 
 
 
 

                        Реферат на тему:

“Пространство и время как формы  существования материи” 
 
 
 
 
 
 

                                                Работа выполнена

                                                Студенткой гр. УПК-03-

                                                Петровой Н.С.

                                                Преподаватель:

                                                Медведев М. А. 
 
 
 

     Пермь 2007

                                                 Содержание 

1. Введение………………………………………………… …….......... 3
2. Философские категории пространства и времени…………….. 4
3. Пространство и время как формы существования материи…. 5
4. Диалектика пространства и времени……………………………. 9
5. Заключение…………………………………………………………14
6. Список используемой литературы ………………………………15           
   Введение

    Сущность  пространства и времени - это движение, постольку: а) наиболее существенные свойства пространства и времени - это проявление свойств движущейся материи; б) понимание пространства и времени в главном определяется пониманием движения, взаимодействия.

    К всеобщим свойствам пространства и  времени как атрибутов материи прежде всего относятся: объективность, абсолютность (как универсальных форм бытия материи), необходимая связь друг с другом и с движением материи, неисчерпаемость, единство прерывного и непрерывного в структуре. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1 Философские категории пространства и времени. 

    Пространство  – обычно  протяженность, время - длительность. Пространство и время  обладают своими свойствами. Пространство обладает трехмерностью, оно симетрично, т е нет не обратимых процессов, пространство однородно (каждая точка пространства м б взята за начало координат), пространство изотропно, т е нет привилегированных направлений (в верх, в низ, в лево, в право).

    Время – длительность, оно асимметрично, т. е. не обратимо. Время может пониматься по разному: циклическое время (календари); время может толковаться как некоторая симметрия, так как ряд процессов не является не обратимыми (соединение Н и О2 дает Н2О и обратно, возможно распадение); время может пониматься как стрела, т. е. время не обратимо, нельзя вернуться в прошлое. Время отличается от вечности, вечность не меняется и не имеет времени, вечность это всегда настоящее. Пространство и время долго в истории рассматривались раздельно. Демокрит полагал, что есть пустота – время и вместилище – пространство. Эти взгляды поддерживал Ньютон. Лейбниц по другому подошел к пониманию времени и пространства, как к свойствам движения. Есть две теории относительности:

1. Специальная. В ней были объединены понятия движение, пространство и время. Они как свойства материальных объектов меняются от скорости их движения, как и масса, которая возникает со скоростью движения. Появляются понятия масса покоя и масса движения. Пространство и время меняются в зависимости от скорости движения; ритм времени сокращается, и линейные размеры тела сокращаются. Следовательно, не существует единой системы координат и было введено понятие - пространственно-временной интервал – это величина, которая не меняется при переходе от одной системы отсчета к другой. Этот интервал позволяет изменяться пространству и времени в разных направлениях, что позволяет ему оставаться постоянным.
2. Общая теория относительности связала в едино понятия тяготеющей массы, пространства и времени. Ритм времени замедляется. Пространство искривляется под действием поля тяготения. Наблюдения во время солнечных затмений показали, что пространство искривляется. Из этого были сделаны следствия на основе геометрии Лобачевского (отрицательная кривизна) и Римана (положительная кривизна), что при положительном искривлении пространства вселенная замкнута, а приотрицательном вселенная бесконечна.

2 Пространство и время как формы существования материи. 

      Сначала рассмотрим понятие пространства и  понятие времени. (Этот момент требует  особого внимания, т.к. связанные  с этим вопросы не столь просты, как это может показаться. Однако в учебной литературе обычно нет определения и анализа данных понятий).

    Понятие пространства опирается на понятие  протяженности. Протяженность объекта  выражает его структурность, взаимоотношение  его частей. Обнаруживается протяженность благодаря конечности скорости распространения взаимодействий - для “движения” с бесконечной скоростью любые расстояния одинаковы, а именно точечны. Протяженность, следовательно, обусловлена системной природой материи, выражая ее многокачественность и многокомпонентность.

    Понятие времени базируется на понятии длительности. Длительность выражает несотворимость и неуничтожимость системно организованной материи, последовательное пребывание материальных объектов и явлений  в определенных состояниях.

Опираясь  на сказанное и материалистически  интерпретируя известные положения  Г.Лейбница, можно дать следующие  определения¹:

• пространство - это отношения взаимоположения объектов, сосуществующих в некоторый момент времени (при измерении пространственных размеров, обратим внимание, измеряемый объект совмещается с эталоном);
• время - это отношения последовательности объектов, сосуществующих в некоторой точке пространства (сравнение временных параметров разноместных событий, обратим внимание, требует синхронизации часов, что связано с комплексом не столь уж тривиальных допущений и процедур).

    Для пояснения определения пространства рассмотрим вопрос: о каких свойствах  запечатленных на ней объектов позволяет  судить фотография? Ответ очевиден: она отражает структуру, а потому и протяженность (относительные размеры) этих объектов, их расположение относительно друг друга. Фотография, следовательно, фиксирует пространственные свойства объектов, причем объектов (в данном случае это важно), сосуществующих в некоторый момент времени.

    Для пояснения определения времени  рассмотрим вопрос: почему мы имеем  возможность, глядя на киноэкран, судить о временных характеристиках  запечатленных на киноленте событий? Ответ очевиден: потому, что кадры  сменяют друг друга на одном и том же экране, сосуществуя в этой “точке” пространства. Если же каждый кадр поместить на свой экран, то мы получим просто совокупность фотографий.

    Пространство  и время определены, отметим, через  противопоставление, соотнесение с  противоположным: момент времени, фигурирующий в определении пространства, не обладает длительностью, будучи отрицанием времени; точка пространства, фигурирующая в определении времени, не обладает протяженностью, будучи отрицанием пространства.

    Выделим два следствия из определений пространства и времени.

    Во-первых, пространство и время объективны.

    Во-вторых, пространство и время неразрывно связаны друг с другом и с движением  материи. Более того, пространство и  время - это стороны движения. В  самом деле: поскольку пространство - это отношения сосуществующих в некоторый момент времени объектов, постольку оно есть то, что остается от движения, когда мы отвлекаемся от времени; поскольку время – это отношения объектов, сосуществующих в некоторой точке пространства, постольку оно есть то, что остается от движения, когда мы отвлекаемся от пространства. Таким образом, пространство и время не существуют вне движения материи, как и оно - вне пространства и времени. Это и дало основание Ф.Энгельсу утверждать: “...Основные формы всякого бытия суть пространство и время...”. Данный тезис, однако, еще нуждается в обосновании, как это станет ясным после рассмотрения основных подходов к пониманию природы пространства и времени, сложившихся в ходе развития науки.

    Современное понимание пространства и времени сложилось в итоге длительного исторического процесса познания, содержанием которого, в частности, была борьба субстанциальных и реляционных подходов к пониманию их сущности.

    Первая  из указанных концепций рассматривает  пространство и время как самостоятельно (вне и независимо от материи), предметно существующие, вторая - как не обладающие самостоятельным бытием вне движения материальных объектов, как специфические отношения вещей, явлений, процессов. В свете изложенного выше субстанциальная концепция представляется явно несостоятельной. Дело, однако, в том, что приведенные выше определения пространства и времени выражают, что очевидно, реляционную точку зрения и потому лишь после ее обоснования могут служить основой для критики С-понимания пространства и времени.

    Исторически исходным был реляционный взгляд на пространство и время, - когда пространственно-временные свойства вещей не отделялись от самих вещей. “Что касается понятия пространства,- писал А.Эйнштейн,- то... ему предшествовало психологически более простое понятие места. Место есть прежде всего малая часть земной поверхности, которой присваивается какое-либо название. Вещь, “место” которой определяется, есть “материальный предмет”... Простой анализ показывает, что “место” является также группой материальных предметов”. С этой точки зрения “пространство есть вид порядка материальных объектов”; при этом, что ясно, “не имеет смысла говорить о пустом пространстве”. Таково существо реляционной концепции пространства.

    “Однако,- продолжал А.Эйнштейн,- можно... мыслить иным образом. Мы можем поместить в какой-либо ящик определенное количество зерен риса или вишен и т.п. Встает вопрос о свойстве материального объекта, “ящика”, которое должно быть признано “реальным” в том же смысле, как реален и сам ящик. Это свойство можно назвать “пространством” ящика. Могут существовать и другие ящики, которые в этом смысле имеют “пространство” различной величины. Понятие “пространство” приобретает смысл, который не зависит от связи с отдельным материальным предметом. Таким образом, путем естественного расширения понятия “пространство ящика” можно прийти к понятию независимого абсолютного пространства, не ограниченного по протяженности, в котором содержатся все материальные объекты. В этом случае материальный предмет, не расположенный в пространстве, просто непонятен; с другой стороны, при таком образовании понятия вполне мыслимо существование пустого пространства”. Таково существо субстанциальной - концепции.

    Это понимание пространства, было, вспомним, важным элементом философии Демокрита. Именно существованием абсолютной пустоты (пустого пространства) объяснялась в ней раздельность бытия атомов и состоящих из них вещей. Поэтому Демокрит и рассматривал пространство как существующее в том же смысле, что и вещи. Его подход, что важно учитывать, был обусловлен пониманием материи как однородной, однокачественной. В естествознании субстанциальная концепция пространства и времени разрабатывалась, прежде всего, И.Ньютоном как важный элемент его механики .

    Поэтому атом неизменен, существуя вне времени. Это означает, что в философии  Демокрита содержится субстанциальная -понимание времени.

Если  говорить о пространстве (ситуация с временем аналогична), то очевидно, что выбор между его субстанциальным и реляционным пониманием зависит от ответа на вопрос: существует ли абсолютная пустота (пустое пространство)? Современное естествознание отрицательно отвечает на этот вопрос. В пользу этого имеются и философские соображения.

Еще Аристотель указывал, что в пустоте не может быть различий - она, следовательно, бесструктурная и потому не может обладать протяженностью, т.е. быть пространством. Это означает, что пространство не обладает самостоятельным бытием, не существует без материальных объектов, вещей. Но, вместе с тем, пространство - это не вещь.  

    3 Диалектика пространства  и времени. 

    Категории прерывности и непрерывности  не принадлежат, как часто считают, к числу  основных категорий диалектического материализма. Подобно категориям элементов и структуры и др., прерывность и непрерывность следует зачислить в разряд субкатегорий, смысл которых заключается в том, что они характеризуют свойства отношений, раскрывающихся через основные категории материалистической диалектики. Субкатегорий помогают уяснить сущность таких категорий, как материя, пространство, время и движение. Субкатегорий не образуют самостоятельного звена в цепи перехода от одного отношения категорий к другому с точки зрения системы категорий материалистической диалектики как органической целостности. Единством пространствами времени является движение, которое есть отношение этих понятий. При этом переходе от понятий пространства и времени к понятию движения мы, однако, не находим особого, промежуточного места для понятий прерывности и непрерывно. Мы лишь прослеживаем изменение этих понятий в процессе указанного логического перехода. Остановимся на рассмотрении категорий прерывности и непрерывности, без понимания которых невозможно разобраться в сущности пространства и времени.

    Понятия прерывности и непрерывности тесно связаны с понятием делимости, о чем можно судить по предшествующему логико-историческому исследованию. Разбирая эту проблему в системе диалектического материализма, хотелось бы отметить, что мысленное деление объектов и явлений в процессе познания не есть процедура, произвольно рвущая их на отдельные куски, части и т. д. Следует обратить внимание на тот факт, что в процессе познания мы сталкиваемся с внешним и внутренним уровнями прерывности и непрерывности². Если мы возьмем какой-нибудь элемент системы, то неделимость этого элемента (в рамках данной системы, конечно) и будет, внешней непрерывностью для данной системы. Связь же элементов друг с другом, обусловленная их природой, характеризует внутреннюю непрерывность для данной системы. Подобное различение внутреннего и внешнего уровней прерывности и непрерывности имеет большое методологическое значение для научного познания.

  Если  в процессе познания мы рассматриваем  какое-либо количественное отношение  элементов системы, то здесь следует различать интенсивный и экстенсивный аспекты. Интенсивное количество характеризуется изменениями, приходящимися на единицу данного качества. В свою очередь экстенсивное количество характеризуется определенной совокупностью единиц данного качества.

  Интересно проследить различение внешнего и внутреннего уровней прерывности и непрерывности в применимости к случаю интенсивного и экстенсивного количества. Интенсивное количество внутренне непрерывно, в то время как экстенсивное количество характеризуется внешней непрерывностью, по внутренней дискретностью (определенная совокупность атомов образует единую систему—молекулу, внутренне разделенную на отдельные единицы, элементы). Причем внешняя дискретность интенсивного количества совпадает с внутренней дискретностью экстенсивного количества (величина энергии атома характеризует пропорции, в которых происходит внутреннее разделение единой системы атомов — молекулы).

    Представляет  большой интерес анализ прерывности  и непрерывности отражения процессов и явлений объективной действительности, субъективный аспект диалектики этих понятий. В процессе познания различных объектов происходит как разбиение целого на части (например, на определенные масштабные единицы), так и превращение непрерывного в дискретное, связного в комплекс самостоятельных элементов.

    В этой связи встает интересный вопрос о прерывности и непрерывности  причинной связи. Вместе с тем наряду с процессом квантования континуума, в процессе познания совершается и противоположный процесс континуализации дискретного. Так, в современной физике система многих частиц с сильной связью рассматривается не как дискретное множество, а как множество непрерывное, как поле.

    Дискретное  рассматривается как непрерывное тогда, когда связанное само, в свою очередь, постигается как ставшее, а акт связывания — как момент становления. А непрерывное рассматривается как дискретное, когда отдельные моменты становления постигаются как простые акты связывания и когда то, что таким образом связано, рассматривается по отношению к связыванию как данное. Все законы (особенно статистические), открытые наукой, представляют собой яркий пример и способ контииуализации дискретного и в то же время квантования, одискречивания единой природы.

    Большой интерес представляет диалектико-материалистический подход к проблеме прерывности и непрерывности пространства и времени, которые выступают как объективно реальные формы бытия, как фундаментальные структуры отношений материальных объектов и процессов. В нашей философской литературе существует несколько точек зрения относительно взаимозависимости свойств прерывности и непрерывности пространства, времени и движущейся материи. 

    Общие свойства, характеризующие пространство и время, вытекают из их характеристик  как основных, коренных форм существования материи. К свойствам пространства относятся протяженность, однородность и изотропность, трехмерность. Время обычно характеризуется такими свойствами, как длительность, одномерность, необратимость, однородность.  
        Что касается таких свойств, как длительность времени и протяженность пространства, то их трудно называть свойствами, поскольку они совпадают с самой сущностью пространства и времени. Ведь протяженность и проявляется в способности тел существовать одно подле другого, а длительность в способности существовать одно после другого, что и выражает сущность пространства и времени как форм существования материи.  
         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 реальном физическом пространстве, то при использовании любой системы координат трех измерений всегда будет достаточно. И хотя до сих пор вопрос об обосновании трехмерности пространства является открытым вопросом, решение его должно лежать в установлении связи трехмерности с фундаментальными физическими процессами.  
       К специфическим свойством 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. Свойства однородности пространства и времени и изотропности пространства теснейшим образом связаны с фундаментальными физическими законами, и прежде всего с законами сохранения. Они и лежат в основании самого принципа физической относительности.  
       Характерным специфическим свойством времени является его необратимость, которая проявляется в невозможности возврата в прошлое. Время течет от прошлого через настоящее к будущему, и обратное течение его невозможно. Необратимость времени связана с необратимостью протекания фундаментальных материальных процессов. Некоторые философы усматривают связь необратимости времени с необратимостью термодинамических процессов и с действием закона возрастания энтропии. В микрофизике необратимость времени связывается с характером законов квантовой механики. Существуют также космологические подходы к обоснованию необратимости времени. Наиболее широкое распространение получила причинная концепция времени; ее сторонники считают, что при обратном течении времени причинная связь оказывалась бы невозможной.  
 
 
                                                   Заключение

    В представлениях о пространстве и  времени имеется еще много  неясного, порождающего многочисленные дискуссии ученых. Почему наше пространство имеет три измерения? Могут ли существовать многомерные миры? Может ли время течь в обратном направлении? Реально ли четырехмерное пространственно-временное многообразие(пространство-время) теории относительности? Могут ли существовать материальные объекты вне пространства и времени? Эти и многие другие вопросы ставятся на повестку дня современного естествознания и философии.

     Проблема  времени и пространства приобретает  все большее естественнонаучное и общемировоззренческое значение. От дальнейшей ее разработки во многом зависят перспективы развития, как научного познания, так и научного материалистического мировоззрения. 
Список используемой литературы.

1. Ахундов М. Д.  Проблема прерывности и непрерывности пространства и времени.- М.:1974;
2. Мостепаненко А. М.  Пространство и время в макро-, мега-, и микромире.-М.:1974;