Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология
Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии


Субстанциальная и реляционная концепция пространства и времени. Теория относительности о взаимосвязи материи, движения, пространства и времени



В истории человеческой мысли сложилось два подхода в понимании пространства и времени: субстанциальный и реляционный. Сущность субстанциальной концепции заключается в том, что пространство и время трактуются как нечто самостоятельно существующее наряду с материей, пустые вместилища ее. Пространство согласно ей есть чистая протяженность, а время — чистая длительность, в которые помещены материальные объекты. На этой позиции стояли Демокрит, Эпикур, И. Ньютон и др. В работе «Математические начала натуральной философии» (1687) И. Ньютон писал: «Абсолютное, истинное материалистическое время само по себе и по своей сущности, без всякого отношения к чему-либо внешнему, протекает равномерно... Абсолютное пространство по самой своей сущности, безотносительно к чему бы то ни было внешнему, остается всегда одинаковым и неподвижным...»6.
Реляционная концепция исходит из того, что пространство и время не являются особыми субстанциальными сущностями, не зависящими от материн. Эта точка зрения впервые четко была сформулирована Г. Лейбницем. Полемизируя с последователем И. Ньютона С. Кларком, он отмечал: «Я вовсе не говорю, что материя и пространство одно и то же, а лишь утверждаю, что без материи нет и пространства, и что пространство само по себе не представляет собой абсолютной реальности»'.
В наше время более предпочтительной представляется именно данная концепция. В ее пользу свидетельствуют веские теоретические и практические аргументы. Структурность материального мира — научно и эмпирически подтвержденный факт. Элементы объектов всегда расположены так, что образуют устойчивые конфигурации, определяющие границы этих объектов по отноЩению к внешней среде. Иначе говоря, любой объект отличается своего рода «упаковкой» входящих в него элементов, особым их размещением. Все это делает его протяженным. Кроме того, каждый объект занимает среди других конкретное место и граничит с. ними. Если все эти свойства «...абстрагировать из действительности, отделить от самих материальных объектов, то мы получим представление о пространстве как таковом. Именно так и складываются представления о пространстве и понятие пространства, возникающие как результат активного взаимодействия человека с внешним миром, в ходе которого выявляются перечисленные выше предельно общие особенности его структурной организации»8. Следовательно, понятие пространства не имело бы смысла, если бы материальный мир не был структурен.
Но объекты находятся в движении, развитии. Эти процессы имеют этапы, сменяющиеся стадии, причем последние могут иметь свою повторяемость, свойство наступать быстрее или позже. Все данные особенности фиксируются в понятии длительности. Сравнение длительностей дает возможность характеризовать качественно скорость процессов, их ритм, темп. Результатом абстракции этих характеристик от самих процессов является представление о времени как таковом. Следовательно, понятие времени было бы лишено смысла, если бы материальное бытие не обладало атрибутивным свойством движения. Измерение времени, его отсчет осуществляется через сравнение какого-то периодического процесса, принимаемого за эталон (например, вращения Земли вокруг своей оси), с измеряемым непериодическим.
Присущее человеку интуитивное чувство времени основано на происходящих в организме периодических процессах, выполняющих функцию часов. Такими как бы встроенными в организм «биологическими часами» служат меняющиеся в течение суток активность клеток п отдельных органов (печени, почек, легких, сердца), ритмы мозга. Эти ритмические циклы в интуитивном чувстве времени выступают в роли эталона, с которым сопоставляются внешние для человека процессы. «Биологические часы» есть у всех организмов, в том числе и растении. С их помощью живое приспосабливается к ритмам внешней среды: смене времен года, дня и ночи.
Самым веским научным аргументом в пользу реляционной концепции пространства и времени стала теория относительности, основные выводы которой заключаются в следующем. Во-первых, в специальной теории относительности в 1905 г. немецким физиком А. Эйнштейном было установлено, что в реальном физическом мире пространственные и временные интервалы не являются абсолютными величинами. Если две системы отсчета движутся равномерно и прямолинейно относительно друг друга со скоростью V, пространственный интервал (расстояние между двумя точками) в одной из них равен L0, а временной интервал (длительность между двумя событиями) - Т0, то L = L0 Vl -WC2, Т = T0/Wl - V2/C2, где L, T --• соответственно пространственный и временной интервалы в другой системе отсчета, С — скорость света в вакууме. Во-вторых, доказывалось, что внутренняя сущность пространства и времени состоит в том, что они зависят друг от друга, представляют собой относительные проявления более глубокой сущности, не имеющей наглядного представления, но строго описываемой с помощью понятия интервала пространственно-временного континуума (от лат. continuum — непрерывное, сплошное). Этот интервал ds (между двумя событиями) в четырехмерном пространстве Мпиковского, в котором три координаты — пространственные (х,
у, г), а четвертая — время t с множителем С\ -1, описывается формулой ds2 = dx2 + dy2 + dz2 - dC2t2.
Пространственно-временной интервал ds в разных системах отсчета при их инерциальиом движении относительно друг друга остается инвариантом, т. е. неизменяющейся величиной, в то время как его проекции на пространственную и временную оси (они представляют собой не что иное, как обычные длину и временной промежуток) зависят от скорости данного движения. Специальная теория относительности, следовательно, установила абсолютность интервала пространственно-временного континуума и относительность отдельно взятых длины н временного промежутка. В этом как раз и есть более глубокая сущность пространства и времени (в отличие от их обыденного понимания), связывающая их и единую форму существования материи.
Релятивистские эффекты изменения пространственных п временных интервалов, как видно из приведенных формул, не могут быть ощутимы (и мы их не ощущаем) в нашем эмпирическом мире малых скоростей в сравнении со скоростью света. То же самое можно было бы сказать п о невоспрпннмаемости интервала пространственно-временного континуума. «Если представить себе разумное существо, обитающее и сформировавшееся в мире околосветовых скоростей, то оно, очевидно, непосредственно воспринимало бы интервал как нечто единое. Абсолютность интервала была бы для него столь же чувственно-очевидной, как для нас очевидна абсолютность длины в повседневном опыте. Но мы, люди, сформировались в мире малых скоростей. В этом мире единое пространство-время объективно распадается на относительно независимые друг от друга пространство и время. Наше познание мира поэтому началось с представлений об абсолютной длине п абсолютном времени, идея единого пространственно-временного континуума могла появиться лишь много позднее как теоретическая конструкция, идущая вразрез с чувственной очевидностью. Но наука тем и отличается от обыденного сознания, что она идет дальше чувственно-очевидного, создавая абстрактно-теоретические построения, глубже и полнее отражающие объективную реальность»9.
В-третьих, общая теория относительности, созданная А. Эйнштейном в 1916г., гласит, что метрические характеристики материального мира зависят от гравитационных полей, характера поля тяготения, которое, в свою очередь, обусловливается расположением тяготеющих масс. В работе «Сущность теории относительности» он писал: «Гравитационное ноле оказывает воздействие и даже определяет метрические законы пространственно-временного континуума»10. Это значит, что метрика пространства неевклидова: при локализации (сосредоточении) больших тяготеющих масс происходит «искривление» пространства-времени (отклонение от евклидовой метрики). «Призрак субстанциальности пространства и времени, веками витавший над наукой, окончательно изгоняется. Пространство-время ничто без материи, формой бытия которой оно является. Метрика пространства-времени... создается распределением материальных масс, пространство-время является выражением наиболее общих отношений материальных объектов и вне материи существовать не может. Этот центральный тезис общей теории отноептельио сти в понимании природы пространства-времени образно сформулировал Эйнштейн в беседе с корреспондентом газеты „Ыыо-Йорк тайме" 3 апреля 1921 года. Отвечая на вопрос корреспондента, какова суть теории относительности, Эйнштейн сказал: „Суть такова: раньше считали, что если каким-нибудь чудом все материальные вещи исчезли бы вдруг, то пространство и время остались бы. Согласно же теории относительности вместе с вещами исчезли бы и пространство и время"

 


Поделиться:



Последнее изменение этой страницы: 2017-03-14; Просмотров: 971; Нарушение авторского права страницы


lektsia.com 2007 - 2024 год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! (0.01 с.)
Главная | Случайная страница | Обратная связь