Семинарское занятие №12

Пространство и время (4 часа)

1. Понятие пространства и времени.

2. Основные концепции пространства и времени в естествознании.

3. Взаимосвязь пространства, времени и движущейся материи.

4. Проблема размерности пространства и времени и их бесконечности.

5. Единство пространства и времени в теории относительности Эйнштейна. Единый пространственнол-временной континуум.

6. Пространственно-временные симметрии.

7. Единство и многообразие свойств пространства и времени.

8. Особенности биологического пространства-времени.

9. Специфика социального пространства-времени.

Анализ различного рода природных явлений ставит вопрос об их происхождении и изменении. Поэтому возникает необходимость пространственной и временной характеристик этих явлений и тем самым анализ категорий пространства и времени.

Пространство и время являются всеобщими формами существования материальных предметов и процессов. В этом качестве они стали предметом научных интересов человека из-за того, что весь мир разделяется на отдельные вещи, которые относительно самостоятельны, взаимосвязаны между собой и находятся в постоянном изменении.

Понятие пространства возникло на основе наблюдения и практического использования объектов, их объема и протяженности. Поэтому оно имеет смысл лишь постольку, поскольку сама материя дифференцирована и структурирована. Если бы мир не имел сложной структуры, не расчленялся на отдельные предметы, а они не членились бы на элементы, связанные между собой, то понятие пространства не имело бы смысла.

Понятие времени возникло на основе восприятия человеком смены событий, последовательности состояний предметов и круговорота различных процессов.

Еще Аристотель в своей работе «Физика» рассматривает вопросы о материи и движении, о пространстве и времени, о конечном и бесконечном, о существующих причинах. Представления об объеме приводит к пониманию трехмерности пространства в макромире. Время же – одномерно. В последствии, И. Ньютон представил время как независимо существующий, непрекращающийся, ровно текущий поток. Таким образом, для механицистов пространство, время и материя - суть самостоятельные субстанции, не связанные друг с другом. Только в 1905 г. в специальной теории относительности Эйнштейн утверждает и доказывает, что время нельзя рассматривать как нечто отдельное и неизменное. В 1907 г. нем. математик М. Минковский высказал предположение, что три пространственные и одна временная размерность тесно связаны между собой. Все события во Вселенной должны происходить в четырехмерном пространстве-времени. В 1916 г. в общей теории относительности Эйнштейн вводит понятие кривизны пространства-времени. В присутствии массивных тел все пространство-время искривляется и лучи света и частицы движутся по самому короткому пути – геодезической линии. Чем массивнее тело, тем больше оно искривляет окружающее пространство-время. В дальнейшем ам. физик А. Уилер дал этому такую характеристику: «Вещество говорит пространству, как тому искривляться, а пространство говорит веществу, как тому двигаться».

Пространственно-временные симметрии выражаются однородностью времени, однородностью и изотропностью пространства, эквивалентностью систем отсчета.

Общая теория относительности в корне изменила представления о пространстве, времени и Вселенной. Она привела к отказу от какого-либо центризма вообще. Наблюдаемая нами Вселенная или Метагалактика, стала описываться однородной и изотропной, безграничной релятивисткой моделью.

В эволюции огромное значение имеют флуктуации (случайные отклонения наблюдаемых физических величин от средних значений), которые приводят систему из устойчивого в неустойчивое. Превзойдя порог устойчивости, система попадает в точку бифуркации (раздвоение с образованием двух ветвей одного калибра, которые в дальнейшем не пересекаются). В физике флуктуации приводят к образованию новых элементарных частиц, в химии – нового вещества, в биологии – нового вида.

С возникновением биологического и социального пространства-времени в природе начинает доминировать асимметрия, которая проявляется на всех структурных уровнях – от молекул до биосферы в целом.

Рекомендуемая литература:

1. Введение в философию.-М.:Изд-во Политлитература,1989.-Ч.2.-640с.

2. Горелов А.А. Концепции современного естествознания.-М.:Центр, 1997.-205с.

3. Колычева Р.В. Естествознание.-Воронеж:Изд-во Воронеж. педун-та, 1995.-163с.

4. Кольцова О.М., Романюк В.Н. Концепции современного естествознания.-Воронеж: Истоки,2000.- 314с.

5. Кузнецов В.И., Идлис Г.М., Гутина В.Н. Естествознание. – М.: Агар,1996.-384с.

Темы рефератов и докладов:

1. Пространство и время – понятие и современное представление.

2. Развитие представления о пространстве и времени на различных исторических этапах.

3. Представления о пространстве и времени античных ученых

4. Изменение представления о пространстве и времени с переходом от геоцентрической к гелиоцентрической модели Вселенной.

5. Трактовка пространства и времени в трудах И. Ньютона.

6. Концепции пространства и времени.

7. Общая теория относительности о пространстве-времени и движущейся материи.

8. Размерность пространства и времени.

9. Бесконечность пространства и вечность времени.

10. Единство и многообразие свойств пространства и времени.

11. Понятие флуктуаций и их роль в эволюции форм движения материи.

12. Понятие бифуркации. Бифуркации в эволюции Вселенной.

13. Диалектика и теория катастроф: развитие идей и современное представление.

14. Что такое биологическое пространство и время.

15. Какие особенности характерны для психологического пространства и времени.

16. Характеристика социального пространства и времени.