Философские и физические проблемы теории пространства и времени

Философия определяет пространство и время как важнейшие формы бытия.

Пространство выражает сосуществование, протяженность и структурность любых взаимодействующих объектов.

Время характеризует последовательность смены состояний и длительность бытия любых объектов и процессов, внутреннюю связь сохраняющихся и изменяющихся состояний.

Естественно-научные представления о пространстве и време­ни прошли длинный путь развития [1]. Современное понимание пространства и времени сформулировал в теории относительно­сти А. Эйнштейн [2].

Специальная теория относительности утверждает, что про­странственно-временные свойства тел зависят от скорости их движения: пространственные размеры сокращаются в направле­нии движения при приближении скорости тела к скорости света в вакууме (300 000 км/с), а время как бы замедляет свой ход в быст- родвижущихся системах; кроме того, абсолютной одновременно­сти событий, происходящих в разных системах, т.е. в разных усло- вияхдвижения, не можетбыть, ибо не существует единого всегда и везде равномерного потока времени, и эта одновременность но­сит относительный характер.

Специальная теория относительности имеет дело с инер­циальными системами координат, и принцип относительности рассматривается применительно к прямолинейному и равномер­ному движению. В условиях непрямолинейного или ускоренного движения принцип относительности в его прежней формулиров­ке оказывается несправедливым, ибо в движущейся ускоренной системе координат механические, оптические и электромагнит­ные явления протекают не так, как в инерциальных системах от­счета. Правильное описание этих физических явлений, учиты­вающее влияние на них ускорения, оказалось возможным на ос­нове использования криволинейных координат в четырехмерном пространстве. В специальной теории относительности четырех­мерный пространственно-временной континуум является евкли­довым (плоским). Если четырехмерное пространство неевклидо­во, т.е. обладает переменной кривизной, то определение тела в пространстве возможно лишь с помощью криволинейной систе­мы координат.

Таким образом, под действием сил тяготения тела изменяют свои размеры и время течет в зависимости от этих сил, т.е. поле тя­готения меняет свойства пространства и времени. В соответствии с общей теорией относительности геометрия Евклида применима лишь к пустым пространствам, где нет тяжелых тел. Вблизи тяже­лых тел пространство изогнуто.

В общей теории относительности раскрыты новые стороны за­висимости пространственно-временных отношений от материальных процессов. Эта теория подвела физические основания под неевк­лидовы геометрии и связала кривизну пространства и отступление его метрики от евклидовой с действием гравитационных полей, создаваемых массами тел.

В общей теории относительности на основе принципа эквива­лентности инерциальной и гравитационной масс (количествен­ное равенство которых установлено в классической физике) обоб­щен принцип относительности.

Если классический принцип относительности утверждает инвариантность (неизменность) законов механики во всех инерциальных системах отчета, а в спе­циальной теории относительности данный принцип был распро­странен также на законы электродинамики, то общая теория от­носительности утверждает инвариантность законов природы в любых системах отсчета, как инерциальных, так и неинерциаль­ных — движущихся с замедлением или ускорением.

Согласно принципу относительности, все процессы в инер­циальных системах отсчета протекают одинаково. В неинерци­альной системе релятивистские эффекты можно заметить и изме­рить. Так, если воображаемый космический корабль типа фотон­ной ракеты отправится к далеким звездам, то после возвращения его на Землю времени в системе корабля пройдет существенно меньше, чем на Земле. Это различие будет тем больше, чем дольше совершается полет и чем ближе к скорости света скорость корабля (скорость света — это верхний предел скорости перемещения лю­бых тел в природе, скорости распространения любых волн, любых сигналов). Различие во времени может измеряться даже сотнями и тысячами лет, в результате чего экипаж сразу перенесется в близ­кое или отдаленное будущее, минуя промежуточное время, по­скольку ракета вместе с экипажем «выпала» из хода развития на Земле.

Таким образом, согласно общей теории относительности, от­клонение реальных свойств пространства от евклидовых («кри­визна» пространства), а также изменение ритма течения времени обусловливаются материальными массами, полями тяготения. При наличии сильных полей тяготения искривление пространст­ва увеличивается, а ход времени замедляется [1].

Теория относительности показала единство пространства и времени, выражающееся в совместном изменении их характери­стик в зависимости от концентрации масс и их движения. Время и пространство перестали рассматриваться независимо друг от дру­га, и возникло представление о пространственно-временном че­тырехмерном континууме.

Специальная и общая теории относительности первыми оз­наменовали переход от классической физики к неклассической, от веками установившихся представлений о веществе, движе­нии, пространстве и времени к принципиально новым теорети­ко-методологическим положениям и новой структуре всей фи­зики.

Итак, пространство и время дают описание структуры бытия как взаимодействие объектов и процессов, их сменяемость, нали­чие этапов и состояний. Современные физики выдвигают идеи о едином пространстве-времени с особой системностью и спосо­бом измерения.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Философские проблемы естествознания ; под ред. С.Т. Мелюхина. М., 1985.

2. Эйнштейн Л., ИнфельдЛ. Эволюция физики. М., 1965.

7.3.

<< | >>
Источник: Под редакцией проф. Ю.В. Крянева, проф. Л.Е. Моториной. ИСТОРИЯ И ФИЛОСОФИЯ НАУКИ (ФИЛОСОФИЯ НАУКИ) (2-е издание, переработанное и дополненное). 2011

Еще по теме Философские и физические проблемы теории пространства и времени:

  1. 3. Философская трактовка пространства-времени и конкретно-научные концепции
  2. 4. 5. Пространство и время. Методологическая и мировоззрен- ческая основы субстанциональной и реляционной концеп- ций пространства и времени.
  3. Философское и физическое понимание материи
  4. § 5. Действие договора во времени и пространстве
  5. 6.2. Действие налогового закона во времени и в пространстве
  6. 7. Действие актов законодательства во времени, в пространстве и по кругу лиц
  7. § 2. Действие актов налогового законодательства во времени, в пространстве и по кругу лиц
  8. 1. 2. Философское мировоззрение и его ключевые проблемы:
  9. 4.3. действие законодательных И нормативных правовых АКТОВ ВО времени, пространстве, по кругу ЛИЦ
  10. философские проблемы «искусственного интеллекта» и виртуальной реальности
  11. ФИЛОСОФСКИЕ ПРОБЛЕМЫ МАТЕМАТИКИ
  12. ФИЛОСОФСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ФИЗИКИ
  13. ФИЛОСОФСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ИНФОРМАТИКИ
  14. Философские проблемы психологии (philosophical problems in psychology)
  15. ФИЛОСОФСКИЕ ПРОБЛЕМЫ АСТРОНОМИИ И КОСМОЛОГИИ