Пространство и время
В наши дни проблема пространства и времени продолжает интенсивно разрабатываться. Делаются попытки определить «ход» времени в рамках разных материальных систем или систем различного уровня организации. Так, по мнению Ильи Пригожина и его соавтора Изабеллы Стенгерс, «сегодня происходит острейший конфликт между инновационным временем раскрепощения человека и периодически повторяющимся временем… Читать ещё >
Пространство и время (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
В процессе своего движения материальные объекты изменяются, переходя в другое состояние, меняются их форма и величина, они могут перемещаться в другое место. Способность материальных вещей менять положение, систему связей, располагаться определенным образом и занимать какое-то определенное место среди других предметов — все эго в сознании человека отразилось в понятии «пространство». Как и всякое другое, так и это понятие человек осознал, сформулировал в процессе своей практической деятельности. Человек перемещал предметы, перемещался сам, находил границы вещей, соединял между собой различные предметы, овладевал представлением о расположении; именно так постепенно формировалось понятие пространства. Таким образом, расширение рамок практической деятельности ведет к расширению и обогащению знаний о пространстве. Точно так же в процессе практической деятельности человек овладел понятием времени. Он замечал, что одни объекты разрушаются раньше других, одни организмы погибают раньше, чем другие. Так формировалось представление о времени как длительности протекания того или иного процесса. Разумеется, «чистое» пространство или «чистое» время — это абстракция. Пространства, свободного от предметов, материальных объектов, не существует; времени как такового вне связи с реальными предметами и процессами также не существует. Тем не менее в истории науки (а сейчас на уровне обыденного сознания) представление о «чистых» пространстве и времени держалось весьма долго.
В III в. до н.э. древнегреческий математик Евклид создал геометрию, в которой основными пространственными характеристиками были прямолинейность и однородность. Демокрит (ок. 460 до н.э. — ок. 360 до н.э.) и Лукреций Кар (I в. до н.э.) также рассматривали пространство вне связи с материальными объектами; для них пространство — это пустота, в которой находятся и двигаются тела. Исаак Ньютон фактически унаследовал идеи Демокрита. В своем труде «Математические начала натуральной философии» (1687) он рассматривал пространство лишь как вместилище для материи, а время — как чистую длительность, независимую от материальных объектов. По сути, метафизическая точка зрения, метафизичность выражается в том, что пространство и время трактуются существующими независимо от материи, а также и друг от друга как «чистые» сущности, абсолютные и неизменные.
Философы-идеалисты (субъективные идеалисты) лишали пространство и время их объективного характера, рассматривали их как результат особой доопытной, априорной способности ума упорядочивать ощущения, располагать в сознании одни предметы ближе, другие дальше, одни события раньше, другие позже. Такой точки зрения придерживался, например, Иммануил Кант (1724—1804). Объективный идеалист Г. В. Ф. Гегель (1770—1831) весьма язвительно высказался по поводу этой точки зрения Канта. «Кант представляет себе дело приблизительно следующим образом: существуют вне нас вещи в себе, но без времени и пространства, а затем приходит сознание; оно имеет до того внутри себя пространство и время как возможность опыта подобно тому, как мы, для того чтобы есть, обладаем ртом, зубами и т. д. как условиями еды. Вещи, которые мы едим, не обладают зубами и ртом, и нечто подобное тому, что процесс еды делает с вещами, делает с ними также пространство и время; подобно тому, как в процессе еды вещи кладутся между ртом и зубами, так и сознание облекает вещи в пространство и время»[1].
В действительности пространство и время — это объективные характеристики самих объектов материального мира; внутренние неотделимые от материи способы ее существования. Материя вне времени и пространства такая же бессмыслица, как пространство и время, оторванные от материи; свойства материи есть одновременно и свойства пространства и времени. Пространство и время связаны также и друг с другом: то, что отделено пространством, отделено и временем; то, что связано пространством, связано и временем. В этом человек убеждается практически: расстояния не преодолеваются без времени. Специфическая черта пространства — его трехмерность, особенность времени — необратимость.
Для пространственной характеристики, определения объема и формы тела, для фиксации его положения относительно других тел необходимо — и в нашей повседневной практике достаточно — иметь три измерения (высота, ширина и длина), или, как говорят, три координаты. Иногда в разных науках пользуются понятием многомерного пространства; в этом случае рассматриваются такие пространственные параметры, как скорость, ускорение и др. Время же имеет одно измерение — длительность, одно направление — от прошлого через настоящее к будущему; время не может повернуть вспять, оно необратимо.
Формированию диалектико-материалистических представлений о пространстве и времени во многом способствовал прогресс паук. Г. В. Лейбниц (1646—1716) выступил в качестве оппонента Ньютона. Так, в отличие от Ньютона, рассматривавшего пространство как пустоту, Лейбниц характеризовал пространство и время как внутренний порядок, связанный с соотношением друг с другом различных тел. Дж. Уитроу метко заметил, что «с практической точки зрения разницу между определением Лейбница и определением Ньютона можно резюмировать в утверждении, что, согласно Ньютону, вселенная имеет часы, тогда как, согласно Лейбницу, вселенная есть часы»[2].
Одним из первых русских ученых, выступивших против метафизических взглядов на пространство, его геометрические свойства, был выдающийся математик Николай Иванович Лобачевский (1792—1856). В 1829—1830 гг. он опубликовал работу «О началах геометрии», в которой утверждал, что не существует геометрии, которая может не считаться с физическими свойствами тел. Этот тезис был направлен против безоговорочно принятой в те времена геометрии Евклида, рассматривавшей пространство как плоскость; против постулатов о прямой и параллельных линиях, в частности о том, что через точку вне данной прямой можно провести только одну параллельную ей прямую. Лобачевский создал геометрию, исходящую из того, что пространство не плоскость, а вогнутая внутрь сфера и что в таком случае указанных параллельных может быть не одна, а несколько. Попытку пересмотреть основания евклидовой геометрии предпринял и другой крупный ученый, немецкий математик Бернхард Риман (1826— 1866). Он считал, что пространство представляет собой правильную сферу, а раз так, то вообще не может быть линий, которые при своем бесконечном продолжении не пересекались бы. Иными словами, по Риману, в сущности, совершенно прямых линий нет, все они обладают некоторой «кривизной».
Следующий шаг в развитии представлений о пространстве и времени как формах бытия материи был сделан Альбертом Эйнштейном. Его теория относительности рассматривает пространство и время в их зависимости от скорости движения различных систем относительно друг друга и в связи с ускорениями, которые претерпевают эти системы. Пространство действительно имеет кривизну, которая возникла под действием гравитационных сил, вызываемых огромными массами звезд и галактических систем, причем в местах наибольшего скопления материальных объектов кривизна пространства еще более усиливается. Английский астрофизик Артур Стэнли Эддингтон (1882—1944) с помощью эксперимента подтвердил выводы Эйнштейна; он установил, что во время солнечного затмения 29 мая 1919 г. солнечные лучи под влиянием расположенной на их пути Луны отклонились на 1,745 секунды, т. е. в два раза больше, чем показывала формула классической физики. Современная наука обнаружила также, что под воздействием сверхплотных космических тел пространство не только искривляется, но и «закручивается», причем так, что в этих его местах как бы исчезают любые предметы, включая и поток света; во всяком случае, от них не исходит никакая информация. Эти явления получили в науке название «черных дыр». Кроме того, Эйнштейн показал, что при приближении скорости движения материальных объектов к скорости света происходит сокращение длины движущегося тела и замедляется ход времени. Если допустим, что космический корабль будет двигаться со скоростью, близкой к скорости света, то за 50 лет, которые пройдут на Земле, на корабле пройдет лишь один год. Таким образом, если космонавт улетел с Земли в возрасте 25 лет, а его сыну в том время был один год, то по возвращении на Землю 26-летнего отца встретит 50-летний сын. Подобные сюжеты постоянно описываются в научно-фантастической литературе, однако учеными точно зафиксировано, что, например, период распада мезона увеличивается по мере приближения его к скорости света, т. е. время «жизни» данной частицы действительно замедляется. В конечном счете все эти явления подтверждают вывод о связи свойств пространства и времени со свойствами материальных объектов.
В наши дни проблема пространства и времени продолжает интенсивно разрабатываться. Делаются попытки определить «ход» времени в рамках разных материальных систем или систем различного уровня организации. Так, по мнению Ильи Пригожина и его соавтора Изабеллы Стенгерс, «сегодня происходит острейший конфликт между инновационным временем раскрепощения человека и периодически повторяющимся временем стабильного и материального мира, в котором любые изменения, любое новшество с необходимостью оказывается не более чем видимостью». В своей книге «Порядок из хаоса, или Новый диалог человека с природой» (1984) ученые настаивают на том, чтобы мы отказались от механической парадигмы, сформировавшейся в результате изучения простых систем, точнее, систем с периодическим поведением, таким как движение маятника или планет, в которой время выступает лишь «как своего рода придаток» и «любой момент в настоящем, прошлом и будущем … неотличим от любого другого момента времени». Надо осознать, подчеркивают Пригожин и Стенгерс, что мы «живем в плюралистическом мире. Существуют явления, которые представляются нам детерминированными и обратимыми. Таковы, например, движения маятника без трения или Земли вокруг Солнца. Но существуют также и необратимые процессы, которые как бы несут в себе стрелу времени».
И действительно, логично предположить, что на течение событий, их связь и взаимодействие влияют не только масса, скорость, ускорение, тяготение и пр., но и уровень организации систем, т. е. сложность их структуры, характер внешних и внутренних связей, ритм и циклы развития. Поэтому вполне обоснованно различать, например, астрономическое, физическое, геологическое, биологическое и социальное время. В частности, современный человек как особый биологический вид (Homo sapiens) возник около 50 тыс. лет назад. За это физическое время произошло много социально-исторических изменений. Темп этих изменений постоянно нарастал, и поэтому эпохи первобытного общества, Средних веков и даже прошлого столетия представляются нам уже очень далеким прошлым. Однако в биологическом плане человек фактически не изменился. «С точки зрения морфолога, — писал советский ученый П. Быстров, — „настоящим“ человека следует считать… период, в течение которого в организме человека не появилось ни одного нового, важного и общего для всех признака, который позволил бы разделить человеческий род на предков и потомков, отличающихся друг от друга геми или иными анатомическими особенностями. Такое „настоящее“ человека началось именно с того момента, когда на земле оформился Ilomo sapiens, т. е. 50 000 лет тому назад, и… будет продолжаться до тех пор, пока не появится такой потомок… который будет признан систематиками новым видом человека. Только в этот момент Homo sapiens уйдет в прошлое»[3]. В ряде случаев целесообразно также различать хронологическое и социально-историческое время, ведь тот или иной народ (в принципе и отдельный человек или семья), хронологически будучи в XX в., по уровню экономического, политического или культурного развития может оставаться в XIX или XVIII в., а может быть даже и на более низком уровне.
Итак, сторонники диалектического материализма в полном согласии с естествознанием принимают за первичное объективную реальность, т. е. материю, а сознание, ощущение считают вторичным. Вместе с тем, как уже говорилось, они отвергают существование первичной и неизменной материальной субстанции. С точки зрения диалектического материализма окружающий нас мир есть не что иное, как движущаяся материя в ее различных формах и проявлениях. В мире нет ничего, что не было бы конкретной формой материи, ее определенным состоянием или свойством. Пространство и время — способы существования материи.