4. Пространство и время – формы и условия существования материи.

Понятия пространства и времени используются каждым человеком в повседневной жизни, но не каждый может дать им определение. Попробуйте! (как правило, таких не находится)

Эти понятия возникли у человечества в глубокой древности. (Представления о пространственной организации мира в эпоху средневековья).

С развитием общества и наук человек изменяет свои представления о них. Самое последнее глубокое изменение произошло в ХХ веке в результате создания теории относительности. До этого под пространством понимали простое вместилище для материальных предметов, в котором могут находиться, а могут и не находиться материальные предметы. Под временем понимали не зависящую от материи абсолютную характеристику окружающего мира. Сейчас наше понимание пространства и времени стало намного глубже.

ПРОСТРАНСТВО - философская категория, обозначающая всеобщий порядок взаиморасположения и протяжения материальных объектов в их существовании, движении и развитии.

форма существования, характеризующая протяженность и месторасположенность материальных объектов, их размеры и объем

Пространство всегда связано со структурой материи, его нельзя рассматривать как чистую форму. Пространства, не содержащего материи, не существует.

ВРЕМЯ - философская категория, обозначающая порядок необратимой смены событий, последовательность и длительность процессов, объектов в их существовании, движении, развитии.

форма существования, характеризующая длительность, последовательность, периоды существования материальных объектов и их свойств

 Представления о времени.

СВОЙСТВА ПРОСТРАНСТВА И ВРЕМЕНИ

1. Носят объективный характер. Они независимы от сознания человека, но не от ма­терии. Объективность их вытекает из объективного существования материи.

2. Пространство и время носят абсолютный характер. Они всеобщи, являются не­обходимыми формами существования любого предмета, процесса.

3. Пространство и время относительны. Их характеристики зависят от специфики (особенностей) конкретных видов материи и форм ее движения.

4. Пространство и время представляют собой диалектическое единство пре­рывности и непрерывности, бесконечности и конечности, бесконечности пространства и вечности времени.

5. Мерность пространства и времени. Пространство трехмерно, время одномерно направлено от прошлого к будущему.

6. Неразрывная связь движения, пространства и времени. В этом смысле нам необходимо вспомнить основные

 Концепции пространства и времени

Понятия пространства и времени составляют основу физики. Согласно классической физике, созданной Исааком Ньютоном, физические взаимодействия разворачиваются в бесконечном трёхмерном пространстве — так называемом абсолютном пространстве, время в котором может быть измерено универсальными часами (абсолютное время). 

Однако к выводу о том, что материя, движение, пространство и время неразрывно связаны между собой пришли одновременно и философы, и физики. Заслуга математического выражения этой взаимосвязи принадлежит Альберту Эйнштейну. В 30-е годы ХХ века он вывел формулы, которые показывают, что с увеличением скорости увеличивается масса тела и его поперечные размеры, но уменьшаются размеры продольные (по ходу движения) и замедляется течение времени. Писатели-фантасты в своих произведения обыгрывали это явление, показывая, что совершившие длительный космический полёт на околосветовых скоростях люди возвращаются на Землю молодыми, а их сверстники постарели. Мы знаем, что частицы света – фотоны, «живут» бесконечно. Но как только сталкиваются с преградой, т.е. останавливаются, сразу перестают существовать и превращаются в тепло.

С увеличением количества материи (т.е. массы), тоже замедляется течение времени. При этом искривляется пространство вокруг больших масс. Такие процессы становятся заметными только в космосе. Но об этом все знают. Прежде всего, это явление «чёрных дыр», т.е. космических тел, бывших звёзд, которые сжались до маленького размера, сохранив гигантскую массу. Эта масса притягивает даже свет, поэтому от таких объектов не исходит никакого излучения.

Рассмотренное явление взаимосвязи материи, движения, пространства и времени получило название пространственно-временного континуума. О нём вам рассказывали в школьном курсе физики.

В начале двадцатого века учёные обнаружили в ньютоновской физике некоторые противоречия. В частности, физики не могли объяснить, каким образом скорость света остаётся постоянной вне зависимости от того, движется ли наблюдатель.

Альберт Эйнштейн разрешил этот парадокс в своей специальной теории относительности.

В соответствии с теорией относительности, пространство и время относительны — результаты измерения длины и времени зависят от того, движется наблюдатель или нет.

Специальная теория относительности А.Эйнштейна

Основные выводы:

При переходе от одной системы отсчета к другой пространственные и временные интервалы изменяются

При увеличении скорости движения пространственные интервалы сокращаются, временные растягиваются

Существует единое пространство-время

Геометрия пространства-времени определяется характером поля тяготения: вблизи больших масс происходит искривление пространства и замедление времени

• Проблема размерности пространства-времени

Пространство-время нашего мира имеет четыре измерения: три из них характеризуют пространство и одно – время. Трехмерность пространства является условием существования устойчивых связанных систем (планетных систем, устойчивых орбит планет, в микромире – атомов, молекул и макротел. Многообразие видов материи в нашей Метагалактике связано с фундаментальной характеристикой пространства-времени – размерностью 3+1

 Вопрос о форме Вселенной

• является важным вопросом. Перед учеными стоит проблема поиска такой трёхмерной фигуры, которая наилучшим образом представляет пространственный аспект Вселенной.

• Во-первых, неизвестно, является ли Вселенная пространственно плоской.

• Во-вторых, неизвестно, является ли Вселенная множественно-соединённой. Согласно стандартной модели Большого взрыва, Вселенная не имеет пространственных границ, но может быть пространственно ограничена.

• Это может быть понято на примере двухмерной аналогии: поверхность сферы не имеет границ, но имеет ограниченную площадь. Если Вселенная действительно пространственно ограничена, то, двигаясь по прямой линии в любом направлении, можно попасть в отправную точку путешествия.

Согласно теории относительности

• время замедляется при возрастании скорости (близкой к скорости света) и мощных гравитационных полей.

• Следовательно нет и не может быть абсолютного, одинакового для всех наблюдателей времени.

• Для световых частиц (квантов вообще времени не существует).

• Понятие «время» имеет смысл только тогда, когда есть вещество.

• Таким образом, есть точка отсчета времени – Большой взрыв, произошедший 10-20 миллиардов лет тому назад, в результате которого возникла Вселенная и образовалось вещество.

• Время пришло к нам из Вселенной и исчезнет с её исчезновением.

Таким образом, Пространство и время – это атрибуты материи, т.е. такие её свойства, которые не существуют без самой материи и без которых не может существовать материя.

В качестве общего вывода по сегодняшней и прошлой лекции запишем

1. Материя – это важнейшая философская категория, выражающая суть материали-стического мировоззрения. Мир по природе своей материален, он существует объективно. Материя вечна, бесконечна, неисчерпаема и находится в постоянном движении.

2. Природная среда обитания была и остается важнейшей предпосылкой возникновения и условием существования человеческого общества. Расширение и усложнение связи между человеком и природой, возникновение экологических проблем требует коренных изменений в характере и способах воздействия на природу.