Время и пространство в философии. 3

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 

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