- •Естественно-научная и гуманитарная традиции понимания и объяснения мира.
- •Логика науки и закономерности ее развития.
- •6. Зарождение научных знаний
- •7. Зарождение науки.
- •Античная естественнонаучная картина мира.
- •8.Естествознание Средневековья.
- •9.Научная революция Нового времени.
- •11.Н.Кеплер и законы небесной механики.
- •13.Механистическая картина мира.
- •14.Развитие концепций пространства и времени.
- •15.Пространство-время и законы сохранения.
- •16.Классическая термодинамика. Понятие энтропии.
- •17.Первое, второе и третье начало термодинамики.
- •18.Молекулярно-кинетические законы и представления.
- •19.Электромагнетизм. Корпускулярная и волновая традиции объяснения природы излучения.
- •20.Концепция относительности пространства-времени.
- •25.Концепция квантовой механики. Волновая функция.
- •26.Фундаментальные принципы квантовой механики.
- •27.Развитие концепции неопределенности.
- •28.Строение атомного ядра.
- •29.Элементарные частицы.
- •30.Классификация элементарных частиц.
- •31.Кварковая модель адронов.
- •32.Вещество и антивещество.
- •33.Расширяющаяся Вселенная.
- •34.Концепция «Большого взрыва».
- •35.Структурная организация Вселенной.
- •36.Нуклеосинтез.
- •38.Эволюция звезд.
- •40.Структура Метагалактики.
- •41.Эволюция Солнечной системы.
- •42.Систематизация химических элементов. Периодический закон Менделеева.
- •43.Многообразие химических соединений.
- •44.Управление химическими процессами.
- •45.Явление биокатализа и развитие эволюционной химии.
- •46.Особая роль органогенов в биохимической эволюции.
- •47.Самоорганизация химических систем.
- •48.Концепции возникновения живой материи и эволюции живых систем.
- •49.Развитие биологических знаний.
- •50. Феномен живой материи.
- •51.Уровни организации живой материи.
- •52.Механизм биологической наследственности.
- •53.Образование органических веществ и зарождение клетки.
- •54.Альтернативные гипотезы возникновения жизни.
- •55. Принцип биологической эволюции.
- •56.Теория биологической эволюции: современный взгляд.
- •57.Концепция биосферы. Понятие ноосферы.
- •58.Взаимосвязь живой и неживой природы.
- •59.Антропогенное воздействие на биосферу.
- •60.Нарастание кризисной ситуации в биосфере.
14.Развитие концепций пространства и времени.
Движение относительно, и для его описания необходимо знать его количественные характеристики. Физические понятия пространства и времени были сформированы во многом именно для количественного описания процессов движения. В физике в наиболее общем виде движение рассматривается как изменение состояния физической системы, и для описания состояния вводится определенный набор измеряемых параметров. К числу таких параметров относятся пространственно-временные координаты, или, как принято говорить, точки пространственно-временного континуума (непрерывного множества).
Пространство и время являются основными понятиями всех разделов физики. Пространство выражает порядок сосуществования физических объектов, время же выражает порядок смены физических состояний и явлений.
Исторически развитие физических представлений о пространстве и времени происходило по двум направлениям, связанным с различными философскими подходами. Первое направление восходит к идеям Демокрита, считавшего пустоту особым родом бытия, всеобщим вместилищем. Эти идеи нашли свое наиболее полное физическое воплощение в ньютоновских понятиях абсолютного пространства и абсолютного времени. В основе второго направления лежат воззрения Аристотеля, которые были развиты в философских работах крупного немецкого математика, физика и философа Готфрида Вильгельма Лейбница. Лейбниц трактовал пространство и время как определенные типы отношений между объектами и их изменениями, не имеющие самостоятельного существования. В физике концепция Лейбница впоследствии была развита Эйнштейном при разработке теории относительности.
Абсолютное время и абсолютное пространство Ньютон рассматривал как «вместилища самих себя и всего существующего», пользуясь также понятием относительного времени как меры продолжительности событий. Абсолютное пространство, по Ньютону, существует независимо от наличия в нем физических тел, т. е. может быть совершенно пустым. Такому пространству полностью адекватна геометрия Евклида, оперирующая идеальными математическими объектами и посему являющаяся теорией идеального математического пространства.
В процессе развития физики, в частности с разработкой Эйнштейном теории относительности, представления о пространстве и времени существенным образом изменились. Выяснилось, что течение времени зависит от скорости движения системы отсчета. При скоростях, близких к скорости света, возникают эффекты релятивистского замедления времени и релятивистского сокращения продольных (в направлении движения) размеров. В поле тяготения происходит гравитационное замедление времени и искривление пространства. Таким образом, пространство и время представляют собой сущности, зависящие от материи, материальные объекты определяют свойства пространственно-временного континуума.
Пространство и время объединены в единый четырехмерный континуум пространство-время специальной теорией относительности. Из этой теории следует относительность одновременности событий, происходящих в разных областях пространства, а также относительность измерения величин временных промежутков и длин, производимого в системах отсчета, которые движутся друг относительно друга. Это означает, что в реальном мире пространство и время имеют относительный характер, а понятия абсолютного пространства и абсолютного времени не имеют физического смысла, оставаясь идеальными математическими представлениями. Мы видим, что представления, сложившиеся применительно к процессам, происходящим в привычном для человека макромире, оказались непригодными с переходом к масштабам мегамира. Серьезные трудности возникли также при попытке использовать новые понятия пространства-времени для теоретического описания явлений в микромире. Заметим, что релятивистская механика, т. е. теория движения тел со скоростями, близкими к скорости света, основу которой составляет специальная теория относительности, является именно классической теорией. Что же касается квантовой механики, оперирующей объектами микромира, то уже в нерелятивистском случае оказалось невозможным вести речь о траекториях микрочастиц, и применимость понятий пространства и времени была ограничена принципом неопределенности.
Еще более серьезные трудности, носящие принципиальный характер, появляются при попытках экстраполяции (распространения) макроскопических понятий пространства-времени на мир микрочастиц в квантовой теории поля, являющейся релятивистской теорией. О том, насколько велики эти трудности, можно судить хотя бы по выдвижению гипотезы о неприменимости понятий пространства-времени к микромиру.
Большинство ученых, однако, убеждено в универсальности пространства-времени, признавая, конечно, необходимость существенного изменения смысла понятий пространства-времени применительно к микромиру.