Билет 7 Билет 8

Пространство-время— физическая модель, дополняющая пространство равноправны временным измерением и, таким образом, создающая теоретико-физическую конструкцию, которая называется пространственно-временным континуумом.Концепцию пространства-времени допускает и классическая механика, но в ней это объединение искусственно, так как пространство-время классической механики — прямое произведение пространства на время, то есть пространство и время независимы друг от друга. Однако уже классическая электродинамика требует при смене системы отсчета преобразований координат, включающих время «наравне» с пространственными координатами (т. н. преобразований Лоренца), если желать, чтобы уравнения электродинамики имели одинаковый вид в любой инерциальной системе отсчета; непосредственно наблюдаемые временные характеристики электромагнитных процессов (периоды колебаний, времена распространения электромагнитных волн и т. п.) также оказываются таким образом уже в классической электродинамике зависящими от системы отсчета (или, иначе говоря, от относительного движения наблюдателя и объекта наблюдения), то есть не являются «абсолютными», а определенным образом связаны с пространственным движением и даже положением в пространстве, что и явилось первым толчком для формирования современной физической концепции единого пространства-времени.  В контексте теории относительности время неотделимо от трех пространственных измерений и зависит от скорости наблюдателя (см. собственное время).  Концепция пространства-времени сыграла исторически ключевую роль в создании геометрической теории гравитации. В рамках общей теории относительности гравитационное поле сводится к проявлениям геометрии четырехмерного пространства-времени, которое в этой теории не является плоским (гравитационный потенциал в ней отождествлен с метрикой пространства-времени)  Количество измерений, необходимых для описания Вселенной, окончательно не определено. Теория струн (суперструн), например, требовала наличия 10 (считая время), а теперь даже 11 измерений (в рамках М-теории). Предполагается, что дополнительные (ненаблюдаемые) 6 или 7 измерений свёрнуты (компактифицированы) до планковских размеров, так что экспериментально они пока не могут быть обнаружены. Ожидается, тем не менее, что эти измерения каким-то образом проявляют себя в макроскопическом масштабе. В самом старом — бозонном — варианте теория струн требует 26-мерного объемлющего пространства-времени; предполагается, что "лишние" измерения этой теории также должны или могут (или есть надежда, что так) быть компактифицированы сперва до 10, сводясь таким образом к теории суперструн, а потом уже, как упомянуто здесь чуть выше, до 4 обчных измерений.  Первый развёрнутый вариант модели естественного объединения пространства и времени, на основе специальной теории относительности Эйнштейна, а несколько ранее (в 1905 году), существенное продвижение пространство Минковского, был создан Германом Минковским в 1908 году на этом пути сделал Анри Пуанкаре, заложивший основы четырехмерного пространственно-временного формализма.

К специфическим свойством пространства относятся однородность и изотропность. Однородность пространства означает отсутствие в нем каких-либо выделенных точек, а изотропность — равноправность всех возможных направлений. В отличие от пространства время обладает только свойством однородности, заключающимся в равноправии всех его моментов. Свойства однородности пространства и времени и изотропности пространства теснейшим образом связаны с фундаментальными физическими законами, и прежде всего с законами

сохранения. Они и лежат в основании самого принципа физической относительности. Характерным специфическим свойством времени является его необратимость, которая проявляется в невозможности возврата в прошлое. Время течет от прошлого через настоящее к будущему, и обратное течение его невозможно. Необратимость времени связана с необратимостью протекания фундаментальных материальных процессов. Некоторые философы усматривают связь необратимости времени с необратимостью термодинамических процессов и с действием закона возрастания энтропии. В микрофизике необратимость времени связывается с характером законов квантовой механики. Существуют также космологические подходы к обоснованию необратимости времени. Наиболее широкое распространение получила причинная концепция времени; ее сторонники считают, что при обратном течении времени причинная связь оказывалась бы невозможной. Важную роль в понимании времени сыграла теория относительности Альберта Эйнштейна. До появления этой теории в научном мире преобладало учение Исаака Ньютона, которое утверждало, что время абсолютно. Появление теории относительности сыграло главную роль в преодолении учения Исаака Ньютона. Альберт Эйнштейн утверждал, что существует принципиальная связь времени с материей (т. е. с массой) и движением. Согласно теории относительности, существует возможность относительного замедления времени при скоростях, близких к скорости света (это так называемый «парадокс близнецов»). Время изучается не только в философии, физике, концепции современного естествознания, но и в социальных науках. В социальных науках важное место заняло понятие объективного исторического времени. Оно, это объективное историческое время, стало основой для культуры, истории и т. д.

Время характеризуется тремя основными чертами:1) однородностью;2) непрерывностью;3) однонаправленностью времени (или необратимостью времени).

Однородность времени означает, что любые явления, которые происходят в одних и тех же условиях, но в разные периоды времени, протекают одинаково.Проще говоря, если, например, приступить сегодня к написанию какой-либо научной работы (будь то доклад, реферат сообщение, диссертация и т. д.), это не значит, что если начать писать ее вчера или начнем завтра, то ее содержание будет лучше или хуже. В данном случае влияние на качество нашей научной работы окажут прежде всего такие факторы, как наше знание темы работы, сосредоточенность на написании работы, внимательность, осмысление прочитанной и изученной литературы (учебников, пособий, монографий, законодательства и др.).

Однонаправленность времени – это логическая последовательность сменяющих друг друга явлений, событий и т. д. Из данного свойства времени можно сделать вывод о том, что возникновению следствия всегда предшествует формирование причины. Наоборот, быть НИКОГДА не может: нельзя сначала испечь хлеб, а затем помолоть муку, для того чтобы испечь именно данную буханку хлеба. Если же формирование причины предшествует возникновению следствия, то это является нарушением правил формальной логики.В философии свойство однонаправленности также называется «стрела времени». Течение времени действительно очень похоже на полет стрелы:1) стрела была выпущена – появилась Вселенная;2) стрела находится в процессе полета – жизнь развивается все сильнее и сильнее;3) стрела падает – настает конец всему живому.

Однако Анри Бергсон, один из ведущих французских философов XX в., утверждал, что возможно как бы совмещение временных пластов. Свою теорию длительности и времени он основал на смешении воспоминаний из прошлого с настоящим временем, настоящими событиями. Анри Бергсон считал, что такое смешение временных пластов является актом того, что познано и, того, что только познается. .Концепция относительности пространства — времени

В механистической картине мира понятия пространства и времени рассматривались вне связи и безотносительно к свойствам движущейся материи. Пространство в ней выступает в виде своеобразного вместилища для движущихся тел, а время - никак не учитывает реальные изменения, происходящие с ними, и поэтому выступает просто как параметр, знак которого можно менять на обратный. Иными словами, в механике рассматриваются лишь обратимые процессы, что значительно упрощает действительность.Другой недостаток этой картины состоит в том, что в ней пространство и время как формы существования материи изучаются отдельно и обособленно, вследствие чего их связь остается невыявленной. Современная концепция физического пространства - времени значительно обогатила наши естественно-научные представления, которые стали ближе к действительности. Поэтому знакомство с ними мы начнем с теории пространства - времени в том виде, как она представлена в современной физике. Предварительно, однако, напомним некоторые положения, относящиеся к классической механике Галилея

Единую механику для всех земных и небесных тел, с общими для них законами инерции, динамики, действия и противодействия, а также взаимного тяготения, впервые создал И. Ньютон. Согласно законам механики И. Ньютона гравитационные силы связывают все без исключения тела природы, они являются не специфическим, а общим взаимодействием. Законы тяготения определяют отношение материи к пространству и всех материальных тел друг к другу. Тяготение создает в этом смысле реальное единство Вселенной. Объяснение характера движения небесных тел и даже предсказание новых планет Солнечной системы было триумфом ньютоновской теории тяготения. Поэтому долгое время в науке доминировала механистическая картина мира. Здесь можно выделить четыре следующих принципиальных момента: 1. Мир строился на едином фундаменте — на законах ме ханики Ньютона. Все наблюдаемые в природе превращения, а также тепловые явления на уровне микроявлений сводились к механике атомов и молекул — их перемещениям, столкновениям, сцеплениям, разъединениям. Открытие в середине XIX в. зако на сохранения и превращения энергии, казалось, окончательно доказывало механическое единство мира.1. В механистической картине мира все причинно-следственные связи однозначные, здесь господствует лапласовый детерменизм.2.В механистической картине мира отсутствует развитие — мир в целом таков, каким он был всегда. Механистическая картина мира фактически отвергала качественные изменения, сводя все к изменениям чисто количественным.3.Механистическая картина исходила из представления, что микромир аналогичен макромиру.

Формирование классической механики и основанной на ней механистической картины мира происходило по двум направлениям:1) обобщение полученных ранее результатов и, прежде всего, законов движения свободно падающих тел, открытых Галилеем, а также законов движения планет, сформулированных Кеплером;2) создание методов количественного анализа механического движения в целом.

В механистической картине мира задаются мировоззренческие ориентации и методологические принципы познания. Механицизм, детерминизм, редукционизм образуют систему принципов, регулирующих исследовательскую деятельность человека. Открывая законы, описывающие природные явления и процессы, человек противопоставляет себя природе, возвышает себя до уровня хозяина природы. Так человек ставит свою деятельность на научную основу, ибо он, исходя из механистической картины мира, уверился в возможность с помощью научного мышления выявить универсальные законы функционирования мира. Эта деятельность оформляется в рационалистическую. Безусловно, предполагается, что такая деятельность целиком должна основываться на целевых установках, принципах, нормах, методах познания объекта. Поступки (научные) и действия исследователя, основанные на предписаниях методического характера обретают черты устойчивого образа деятельности. В рассматриваемый период исследовательская деятельность в астрономии, механике, физике была достаточно рационализирована, а сами эти науки занимали лидирующее место в естествознании.Физика как наиболее разработанная область естествоиспытания, задавала фон для развития других отраслей науки. Последние же тяготели к рационально- методологическим принципам и понятиям физики, механики. Как это на самом деле происходило можно проследить на историко-научном материале биологии.

XVII- нач. XIX вв. - то период господства механической картины мира. Законы механики рассматриваются как универсальные и единые для всех отраслей естествознания. Эмпирические факты биологии, являющиеся фиксацией наблюдаемых в периоде единичных явлений, редуцируются к механическим закономерностям