p> Развитие пространственно-временных представлений в античной философии и классической механикеХарактеризуя 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
Демокрит решал вопросы о природе времени и движения. В дальнейшем они были
развиты Эпикуром в систему. Эпикур рассмотривал 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.
Таким образом, древнегреческие атомисты различали два типа пространства и
времени. В их представлениях были реализованы субстанциальная и
атрибутивная концепции. 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
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 конечном неоднородном пространстве, центр которого
совпадал с центром Земли. Космос был разделен на земной и небесный уровни.
Земной состоит из четырёх стихий - земли, воды, воздуха и огня (идея
первичных элементов всего сущего оказалась, таким образом, довольно
устойчивой); небесный - из эфирных тел, пребывающих в бесконечном круговом
движении. Эта модель просуществовала около двух тысячелетий.
На Аристотелевой картине мира базировалась и геометрия Эвклида (3 в. до
н.э.), столь надежно служившая человечеству на протяжении многих веков,
пока практическая деятельность и научные опыты не выходили за пределы ее
применимости. В геометрии Эвклида представлена модель теории, которая
работает и сегодня: аксиоматическая система и эмпирический базис
связываются операционными правилами. Геометрия Эвклида является первой
логической системой понятий, трактующих поведение каких-то природных
объектов. Огромной заслугой Эвклида является выбор в качестве объектов
теории твёрдого тела и световых лучей. Трехмерная модель пространства,
определенная Эвклидом, стала основой для последующего – отсроченного более
чем на тысячу лет – развития классической механики.
Дальнейшее развитие знаний и представлений о пространстве и времени связано
с именами Галилея, Декарта и Ньютона, которые рассматривали различные
сочетания концепций пространства и инерции: у Галилея признаётся пустое
пространство и круговое инерциальное движение, Декарт дошёл до идеи
прямолинейного инерциального движения, но отрицал пустое пространство, и
только Ньютон объединил пустое пространство и прямолинейное инерциальное
движение. Для Декарта не характерен осознанный и систематический учёт
относительности движения. Его представления ограничены рамками
геометризации физических объектов, ему чужда ньютоновская трактовка массы
как инерциального сопротивления изменению. Для Ньютона же характерна
динамическая трактовка массы, и в его системе это понятие сыграло
основопологающую роль. Тело сохраняет для Декарта состояние движения или
покоя, ибо это требуется неизменностью божества. То же самое достоверно для
Ньютона вследствие массы тела. Понятия пространства и времени вводятся
Ньютоном на начальном уровне изложения, а затем получают своё физическое
содержание с помощью аксиом через законы движения. Однако они предшествуют
аксиомам, так как служат условием для реализации аксиом: законы движения
классической механики справедливы в инерциальных системах отсчёта, которые
определяются как системы, движущиеся инерциально по отношению к абсолютному
пространству и времени. У Ньютона абсолютное пространство и время являются
ареной движения физических объектов.
Таким образом, субстанциональная концепция пространства-времени, ведущая
начало от Демокрита, нашла наиболее яркое воплощение в классической физике
И. Ньютона. Идея абсолютного пространства и времени И. Ньютона
соответствовала определенной физической картине мира, а именно его взглядам
на материю как на совокупность отграниченных друг от друга атомов,
обладающих неизменным объемом, инертностью (массой) и действующих друг на
друга мгновенно, либо на расстоянии, либо при соприкосновении.
Пространство, по Ньютону, неизменно, неподвижно, его свойства не зависят ни
от чего, в том числе и от времени, они не зависят ни от материальных тел,
ни от их движения. Можно убрать из пространства все тела, но пространство
останется и свойства сохранятся. Получается, что пространство – это как бы
грандиозное вместилище, напоминающее перевернутый вверх дном огромный ящик,
в который помещена материя. Свойства подобного пространства, по Ньютону,
определяются геометрией Эвклида. Такими же были взгляды Ньютона и на время.
Он считал, что время течет одинаково во Вселенной и это течение не зависит
ни от чего, – а поэтому время абсолютно, ибо оно определяет порядок
следования и длительность существования материальных систем.
Однако развитие науки привело к появлению разногласий между механикой и
оптикой, которая не укладывалась в классические представления о движении
тел. Революция в физике началась открытием Рёмера - выяснилось, что
скорость света конечна и равна примерно 300'000 км/с. В 1728 году Брэдри
открыл явление звёздной аберрации. На основе этих открытий было
установлено, что скорость света не зависит от движения источника и/или
приёмника. Опыт А.Майкельсона (1881 г.) позволил опровергнуть гипотезу о
существовании «эфира» как особого вида материи. Таким образом, возникла
необъяснимая несогласованность, оптические явления всё хуже сводились к
механике. Но окончательно механистическую картину мира подорвало открытие
Фарадея - Максвелла: свет оказался разновидностью электромагнитных волн. Пространство и время в теории относительности Альберта Эйнштейна Субстанциональной концепции пространства-времени со времен Аристотеля
противостояла релятивистская. Согласно этой концепции пространство и время
- не самостоятельные сущности, а системы отношений, образуемые
взаимодействующими материальными объектами. Соответственно свойства
пространства и времени зависят от характера взаимодействия материальных
систем. Наиболее последовательно она проведена в неэвклидовой геометрии
Лобачевского и Римана и в теории относительности А. Эйнштейна. Именно их
теоретические положения исключили из науки понятия абсолютного пространства
и абсолютного времени, обнаружив тем самым несостоятельность
субстанциональной трактовки пространства и времени, как самостоятельных,
независимых от материи форм бытия. Именно эти учения, особенно общая и
специальная теория относительности обосновали зависимость пространства и
времени, их свойство от характера движения материальных систем. 1 Специальная теория относительности В теории относительности Эйнштейна вопрос о свойствах и структуре эфира
трансформируется в вопрос о реальности самого эфира. Отрицательные
результаты многих экспериментов по обнаружению эфира нашли естественное
объяснение в теории относительности - эфир не существует. Отрицание
существования эфира и принятие постулата о постоянстве и предельности
скорости света легли в основу теории относительности, которая выступает как
синтез механики и электродинамики. Принцип относительности и принцип
постоянства скорости света позволили Эйнштейну перейти от теории Максвелла
для покоящихся тел к непротиворечивой электродинамике движущихся тел. Далее
Эйнштейн рассматривает относительность длин и промежутков времени, что
приводит его к выводу о том, что понятие одновременности лишено смысла:
«Два события, одновременные при наблюдении из одной координатной системы,
уже не воспринимаются как одновременные при рассмотрении из системы,
движущейся относительно данной». Возникала необходимость развить теорию
преобразования координат и времени от покоящейся системы к системе,
равномерно и прямолинейно движущейся относительно первой. Эйнштейн пришел к
формулировке преобразований Лоренца, из которых вытекало отрицание
неизменности протяжённости и длительности, величина которых зависит от
движения системы отсчёта.
В специальной теории относительности функционирует новый закон сложения
скоростей, из которого вытекает невозможность превышения скорости света в
вакууме. Коренным отличием специальной теории относительности от
предшествующих теорий является признание пространства и времени в качестве
внутренних элементов движения материи структура которых зависит от природы
самого движения, является его функцией. В подходе Эйнштейна преобразования
Лоренца оказываются связанными с новыми свойствами пространства и времени:
с относительностью длины и временного промежутка, с равноправностью
пространства и времени, с инвариантностью пространственно-временного
интервала.
Таким образом, сформулированная в 1905 г. А. Эйнштейном специальная теория
относительности представляет собой современную физическую теорию
пространства и времени, в которой, как и в классической ньютоновской
механике, предполагается, что время однородно, а пространство однородно и
изотропно.В основе специальной теории относительности лежат постулаты
Эйнштейна: - принцип относительности: никакие опыты (механические, электрические, оптические), проведенные в инерциальной системе отсчета, не дают возможности обнаружить, покоится ли эта система или движется равномерно и прямолинейно; все законы природы инвариантны по отношению к переходу от одной инерциальной системы отсчета к другой; - принцип инвариантности скорости света: скорость света в вакууме не зависит от скорости движения источника света или наблюдателя и одинакова во всех инерциальных системах отсчета.
Первый постулат, являясь обобщением механического принципа относительности
Галилея на любые физические процессы, утверждает таким образом, что
физические законы инвариантны по отношению к выбору инерциальной системы
отсчета, а уравнения, описывающие эти законы, одинаковы во всех
инерциальных системах отсчета. Согласно этому постулату, все инерциальные
системы отсчета совершенно равноправны, т.е. механические,
электродинамические, оптические и прочие явления и процессы во всех
инерциальных системах отсчета протекают одинаково.
Согласно второму постулату Эйнштейна, постоянство скорости света в вакууме
является одним из фундаментальных свойств природы. Специальная теория
относительности потребовала отказа от привычных классических представлений
о пространстве и времени, поскольку они противоречили принципу постоянства
скорости света. Потеряло смысл не только абсолютное пространство, но и
абсолютное время. Из специальной теории относительности следуют новые
пространственно-временные представления, такие, например, как
относительность длин и промежутков времени, относительность одновременности
событий. Впрочем, следует отметить, что при скоростях существенно меньше
скорости света в вакууме (что, как правило, соответствует реалиям обыденной
жизни человечества) пространственно-временные соотношения, определяемые
специальной теорией относительности, соответствуют таковым классической
механики. Лишь отдельные области человеческой деятельности (например,
исследования, проводимые на ускорителях элементарных частиц) требуют
применения релятивистской механики. 2 Пространство и время в общей теории относительности Переход от классической механики к специальной теории относительности можно
представить так: 1) на теоретическом уровне - это переход от абсолютных и субстанциальных пространства и времени к абсолютному и субстанциальному единому пространству - времени, 2) на эмпирическом уровне - переход от относительных и экстенсионных пространства и времени Ньютона к реляционному пространству и времени Эйнштейна.
Однако, когда Эйнштейн пытался расширить концепцию относительности на класс
явлений, происходящих в неинерциальных системах отсчёта, это привело к
созданию новой теории гравитации, к развитию релятивистской космологии и
т.д. Он был вынужден прибегнуть к помощи иного метода построения физических
теорий, в котором первичным выступает теоретический аспект. Новая теория -
общая теория относительности – строилась путём построения обобщённого
пространства и перехода от теоретической структуры исходной теории -
специальной теории относительности - к теоретической структуре новой,
обобщённой теории с последующей её эмпирической интерпретацией.
Одной из причин создания общей теории относительности было желание
Эйнштейна избавить физику от необходимости введения инерциальной системы
отсчёта. Создание новой теории началось с пересмотра концепции пространства
и времени в полевой доктрине Фарадея - Максвелла и специальной теории
относительности. Эйнштейн акцентировал внимание на одном важном пункте,
который остался незатронутым. Речь идет о следующем положении специальной
теории относительности: "...двум выбранным материальным точкам покоящегося
тела всегда соответствует некоторый отрезок определённой длины, независимо
как от положения и ориентации тела, так и от времени. Двум отмеченным
показаниям стрелки часов, покоящихся относительно некоторой системы
координат, всегда соответствует интервал времени определённой величины,
независимо от места и времени". Специальная теория относительности не
затрагивала проблему воздействия материи на структуру пространства-времени,
а в общей теории Эйнштейн непосредственно обратился к органической
взаимосвязи материи, движения, пространства и времени.
Эйнштейн исходил из известного факта о равенстве инертной и тяжёлой масс.
Он усмотрел в этом равенстве исходный пункт, на базе которого можно
объяснить загадку гравитации. Проанализировав опыт Этвеша, Эйнштейн обобщил
его результат в принцип эквивалентности: «физически невозможно отличить
действие однородного гравитационного поля и поля, порождённого
равноускоренным движением». Принцип эквивалентности носит локальный
характер и, вообще говоря, не входит в структуру общей теории
относительности. Он помог сформулировать основные принципы, на которых
базируется новая теория: гипотезы о геометрической природе гравитации, о
взаимосвязи геометрии пространства-времени и материи. Кроме них, Эйнштейн
выдвинул ряд математических гипотез, без которых невозможно было бы вывести
гравитационные уравнения: пространство четырёхмерно, его структура
определяется симметричным метрическим тензором, уравнения должны быть
инвариантными относительно группы преобразований координат.
В работе «Относительность и проблема пространства» Эйнштейн специально
рассматривает вопрос о специфике понятия пространства в общей теории
относительности. Согласно этой теории пространство не существует отдельно,
как нечто противоположное «тому, что заполняет пространство» и что зависит
от координат. «Пустое пространство, т.е. пространство без поля не
существует. Пространство-время существует не само по себе, а только как
структурное свойство поля».
Для общей теории относительности до сих пор актуальной является проблема
перехода от теоретических к физическим наблюдаемым величинам. Теория
предсказала и объяснила три общерелятивистских эффекта: были предсказаны и
вычислены конкретные значения смещения перигелия Меркурия, было предсказано
и обнаружено отклонение световых лучей звёзд при их прохождении вблизи
Солнца, был предсказан и обнаружен эффект красного гравитационного смещения
частоты спектральных линий.
Рассмотрим далее два направления, вытекающих из общей теории
относительности: геометризацию гравитации и релятивистскую космологию, т.к.
с ними связано дальнейшее развитие пространственно-временных представлений
современной физики.
Доэйнштейновские представления о Вселенной можно охарактеризовать следующим
образом: Вселенная бесконечна и однородна в пространстве и стационарна во
времени. Они были заимствованы из механики Ньютона - это абсолютные
пространство и время, последнее по своему характеру Евклидово. Такая модель
казалась очень гармоничной и единственной. Однако первые попытки приложения
к этой модели физических законов и концепций привели к неестественным
выводам. Уже классическая космология требовала пересмотра некоторых
фундаментальных положений, чтобы преодолеть противоречия. Таких положений в
классической космологии четыре: стационарность Вселенной, её однородность и
изотропность, евклидовость пространства. Однако в рамках классической
космологии преодолеть противоречия не удалось. Модель Вселенной, которая
следовала из общей теории относительности, связана с ревизией всех
фундаментальных положений классической космологии. Общая теория
относительности отождествила гравитацию с искривлением четырёхмерного
пространства - времени. Чтобы построить работающую относительно несложную
модель, учёные вынуждены ограничить всеобщий пересмотр фундаментальных
положений классической космологои: общая теория относительности дополняется
космологическим постулатом однородности и изотропности Вселенной. Строгое
выполнение принципа изотропности Вселенной ведёт к признанию её
однородности. На основе этого постулата в релятивистскую космологию
вводится понятие мирового пространства и времени. Но это не абсолютные
пространство и время Ньютона, которые хотя тоже были однородными и
изотропными, но в силу евклидовости пространства имели нулевую кривизну. В
применении к неевклидову пространству условия однородности и изотропности
влекут постоянство кривизны, и здесь возможны три модификации такого
пространства: с нулевой, отрицательной и положительной кривизной.
Возможность для пространства и времени иметь различные значения постоянной
кривизны подняли в космологии вопрос конечна Вселенная или бесконечна. В
классической космологии подобного вопроса не возникало, т.к. евклидовость
пространства и времени однозначно обуславливала её бесконечность. Однако в
релятивистской космологии возможен и вариант конечной Вселенной - это
соответствует пространству положительной кривизны. Вселенная Эйнштейна
представляет собой трёхмерную сферу - замкнутое в себе неевклидово
трёхмерное пространство. Оно является конечным, хотя и безграничным.
Вселенная Эйнштейна конечна в пространстве, но бесконечна во времени.
Однако стационарность вступала в противоречие с общей теорией
относительности, Вселенная оказалась неустойчивой и стремилась либо
расшириться, либо сжаться. Чтобы устранить это противоречие Эйнштейн ввёл в
уравнения теории новый член с помощью которого во Вселенную вводились новые
силы, пропорциональные расстоянию, их можно представить как силы притяжения
и отталкивания.
Дальнейшее развитие космологии оказалось связанным не со статической
моделью Вселенной. Впервые нестационарная модель была развита А. А.
Фридманом. Метрические свойства пространства оказались изменяющимися во
времени. Выяснилось, что Вселенная расширяется. Подтверждение этого было
обнаружено в 1929 году Э. Хабблом, который наблюдал красное смещение
спектра. Оказалось, что скорость разбегания галактик линейно возрастает с
расстоянием (закон Хаббла). Этот процесс продолжается и в настоящее время.
В связи с этим встают две важные проблемы: проблема расширения пространства
и проблема начала времени. Существует гипотеза, что так называние
«разбегание галактик» - наглядное обозначение раскрытой космологией
нестационарности пространственной метрики. Таким образом, не галактики
разлетаются в неизменном пространстве, а расширяется само пространство.
Вторая проблема связана с представлением о начале времени. Истоки истории
Вселенной относятся к так называемому «моменту времени 0», исходной
временной точке отсчета существования Вселенной, когда произошёл так
называемый Большой взрыв. В.Л. Гинзбург считает, что «...Вселенная в
прошлом находилась в особом состоянии, которое отвечает началу времени,
понятие времени до этого начала лишено физического, да и любого другого
смысла».
Таким образом, в релятивистской космологии была показана относительность
конечности и бесконечности времени в различных системах отсчёта. Пространство и время в физике микромира Создание Эйнштейном специальной теории относительности не исчерпывает
возможности взаимодействия механики и электродинамики. В связи с
объяснением теплового излучения было выявлено противоречие как в
истолковании экспериментальных данных, так и в теоретической
согласованности этих выводов. Это повлекло за собой рождение квантовой
механики. Она положила начало неклассической физике, открыла дорогу к
познанию микрокосмоса, к овладению внутриатомной энергией, к пониманию
процессов в недрах звёзд и «начале» Вселенной.
В конце XIX века физики начали исследовать, как распределяется излучение по
всему спектру частот. В тот период физики задались также целью выяснить
природу взаимосвязи энергии излучения и температуры тела. М. Планк пытался
решить эту проблему с помощью методов классической электродинамики, но это
не привело к успеху. Попытка решить проблему с позиции термодинамики
столкнулась с рассогласованностью теории и эксперимента. В результате Планк
получил формулу плотности излучения, определившую взаимную зависимость
частоты излучения, температуры и двух постоянных (Больцмана и Планка).
Справедливость формулы Планка достигалась очень странным для классической
физики предположением: процесс излучения и поглощения энергии является
дискретным. C работами Эйнштейна о фотонах в физику вошло представление о
корпускулярно - волновом дуализме. Реальная природа света может быть
представлена как диалектическое единство волны и частиц.
Однако возник вопрос о сущности и структуре атома. Было предложено множеств
о противоречащих друг другу моделей. Выход был найден Н. Бором путём
синтеза планетарной модели атома Резерфорда и квантовой гипотезы. Он
предположил, что атом может иметь ряд стационарных состояний при переходе в
которые поглощается или излучается квант энергии. В самом же стационарном
состоянии атом не излучает. Однако теория Бора не объясняла интенсивности и
поляризации излучения. Частично с этим удалось справиться с помощь принципа
соответствия Бора. Этот принцип сводится к тому, что при описании любой
микроскопической теории необходимо пользоваться терминологией, применяемой
в макромире. Принцип соответствия сыграл важную роль в исследованиях де
Бройля. Он выяснил, что не только световые волны обладают дискретной
структурой, но и элементарным частотам материи присущ волновой характер. На
повестку дня встала проблема создания волновой механики квантовых объектов,
которая в 1929 году была решена Э. Шредингером, который вывел волновое
уравнение, носящее его имя. Н. Бор вскрыл истинный смысл волнового
уравнения Шредингера. Он показал, что это уравнение описывает амплитуду
вероятности нахождения частицы в данной области пространства.
Чуть раньше (1925г.) Гейзенбергом была разработана квантовая механика.
Формальные правила этой теории основаны на соотношении неопределённостей
Гейзенберга: чем больше неопределённость пространственной координаты, тем
меньше неопределённость значения импульса частицы. Аналогичное соотношение
имеет место для времени и энергии частицы.
Таким образом, в квантовой механике была найдена принципиальная граница
применимости классических физических представлений к атомным явлениям и
процессам. В квантовой физике была поставлена важная проблема о
необходимости пересмотра пространственных представлений лапласовского
детерминизма классической физики. Они оказались лишь приближёнными
понятиями и основывались на слишком сильных идеализациях. Квантовая физика
потребовала более адекватных форм упорядоченности событий, в которых
учитывалось бы существование принципиальной неопределённости в состоянии
объекта, наличие черт целостности и индивидуальности в микромире, что и
выражалось в понятии универсального кванта действия h.
Квантовая механика была положена в основу бурно развивающейся физики
элементарных частиц, количество которых достигает нескольких сотен, но до
настоящего времени ещё не создана корректная обобщающая теория. В физике
элементарных частиц представления о пространстве и времени столкнулись с
ещё большими трудностями. Оказалось, что микромир является многоуровневой
системой, на каждом уровне которой господствуют специфические виды
взаимодействий и специфические свойства пространственно - временных
отношений. Область доступных в эксперименте микроскопических интервалов
условно делится на четыре уровня: 1) уровень молекулярно - атомных явлений, 2) уровень релятивистских квантово-электродинамических процессов, 3) уровень элементарных частиц, 4) уровень ультрамалых масштабов, где пространственно - временные отношения оказываются несколько иными, чем в классической физике макромира.
В этой области по-иному следует понимать природу пустоты - вакуум. В
квантовой электродинамике вакуум является сложной системой виртуально
рождающихся и поглощающихся фотонов, электронно-позитронных пар и других
частиц. На этом уровне вакуум рассматривают как особый вид материи - как
поле в состоянии с минимально возможной энергией. Квантовая электродинамика
впервые наглядно показала, что пространство и время нельзя оторвать от
материи, что так называемая «пустота» - это одно из состояний материи.
Квантовая механика была применена к вакууму, и оказалось, что минимальное
состояние энергии не характеризуется нулевой её плотностью.
«Допустив скромные 0.5hv для каждой отдельной волны, - пишет Я. Зельдович,
- мы немедленно с ужасом обнаруживаем, что все волны вместе дают
бесконечную плотность энергии». Эта бесконечная энергия пустого
пространства таит в себе огромные возможности, которые ещё предстоит
освоить физике.
Продвигаясь вглубь материи, учёные перешагнули рубеж 10-13 см. и начали
исследовать физические процессы в области субатомных пространственно-
временных отношений. На этом уровне структурной организации материи
определяющую роль играют сильные взаимодействия элементарных частиц. Здесь
иные пространственно - временные понятия. Так, специфике микромира не
соответствуют обыденные представления о соотношении части и целого. Ещё
более радикальных изменений пространственно - временных представлений
требует переход к исследованию процессов, характерных для слабых
взаимодействий. Поэтому на повестку дня встаёт вопрос о нарушении
пространственной и временной чётности, т.е. правое и левое пространственные
направления оказываются неэквивалентными. В этих условиях были предприняты
различные попытки принципиально нового истолкования пространства и времени.
Одно направление связано с изменением представлений о прерывности и
непрерывности пространства и времени, а второе - с гипотезой о возможной
макроскопической природе пространства и времени.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Материя, как объективная реальность характеризуется бесконечным количеством
свойств. Материальные вещи и процессы конечны и бесконечны, поскольку их
локализованность относительна, а их взаимная связь – абсолютна, непрерывна
(внутри самих себя однородна) и прерывна (характеризуются внутренней
структурой): всем материальным объектам присуща масса (будь то масса покоя
для любого вещества или масса движения для полей) и энергия (потенциальная
или актуализированная). Но важнейшими ее свойствами, ее атрибутами,
являются пространство, время и движение.
Пространство характеризуется протяженностью и структурностью материальных
объектов (образований) в их соотношении с другими материальными
образованиями.
Время характеризуется длительностью и последовательностью существования
материальных образований в их соотношении с другими материальными
образованиями.
Историю человеческого познания категорий материи, пространства и времени
можно представить как бесконечную лестницу познания, которая простирается
от древнейших времен до наших дней, и от наших дней в необозримое будущее.
Каждая следующая ступень познания при этом основывается на предыдущей,
включая в себя все ее достижения. Так, классическая механика была построена
на атомизме и геометрии Эвклида. Создание теории относительности было
закономерным результатом переработки накопленных человечеством физических
знаний. Теория относительности стала следующей ступенью развития физической
науки, включив в себя позитивные моменты предшествующих ей теорий. Эйнштейн
в своих работах, отрицая абсолютизм механики Ньютона, не отбросил ее
полностью, он отвел ей подобающее место в структуре физического знания,
считая, что теоретические выводы механики пригодны лишь для определенного
круга явлений.
Теория относительности позволила сделать громадный шаг вперед в описании
окружающего нас мира, объединив бывшие обособленными понятия материи,
движения, пространства и времени. Она дала ответы на множество вопросов
остававшихся неразрешенными в течение веков, сделала ряд предсказаний
подтвердившихся впоследствии, одним из таких предсказаний было
предположение сделанное Эйнштейном об искривлении траектории светового луча
вблизи Солнца. Но вместе с этим перед учеными возникли новые проблемы. Есть
ли предел делимости материи, каковы законы мира сверхмалых масштабов, что
стоит за явлением сингулярности, что происходит со звездами-гигантами,
когда они «умирают», что есть на самом деле гравитационный коллапс, как
зарождалась вселенная - решить эти и многие другие вопросы станет
возможным, лишь поднявшись еще на одну ступень вверх по бесконечной
лестнице познания. Список литературы 1. Аскин Я.Ф. Проблема времени. Её физическое истолкование, М.: Мысль,- 1986.
2. Ахундов М.Д. Пространство и время в физическом познании, М.: Мысль,- 1982.
3. Ахундов М.Д. Концепции пространства и времени: истоки, эволюция, перспективы, М.:Наука,-1982.
4. Вайскопф В. Физика в двадцатом столетии, М.: Атомиздат,-1977
5. Карпенков С.Х. Концепции современного естествознания, М.: Высшая школа,- 2001.
6. Потёмкин В.К., Симанов А.Л. Пространство в структуре мира, Новосибирск:Наука,-1990.
Страницы: 1, 2
|