храмов / вопрос 27 - Время и пространство
.docВремя и пространство. Субстанционные и реляционные концепции времени и пространства.
Исторически сложилось два подхода к пространству и времени. Первый может быть назван субстанциальной концепцией. Пространство и время понимаются здесь как нечто самостоятельно существующее наряду с материей, как ее пустые вместилища. Все объекты мыслятся существующими в пространстве и во времени, причем последние имеют самостоятельное, независимое от первых существование. Здесь пустота наделяется субстанциальностью и мыслится наряду с атомами как единственно существующее в действительности. Свое всестороннее развитие и завершение субстанциальная концепция пространства и времени получила у Ньютона и в классической физике в целом.
Второй подход можно назвать реляционной концепцией пространства и времени. Без материи нет и пространства, и что пространство само по себе не представляет собой абсолютной реальности.
С позиций реляционной концепции пространству и времени можно дать следующее определение: «Пространство и время – общие формы координации материальных объектов и их состояний. Пространство – это совокупность отношений, выражающих координацию сосуществующих объектов, их расположение друг относительно друга и относительную величину (расстояния и ориентация); время – совокупность отношений, выражающих координацию сменяющих друг друга состояний (явлений), – их последовательность и длительность.
В связи с этим в дополнение к реляционной концепции следует сформулировать основные положения, выражающие сущность материалистических (в противоположность идеалистическим) воззрений на пространство и время. Этих положений два: 1) объективность пространства и времени, 2) всеобщность пространства и времени. Остановимся коротко на них.
Объективность пространства-времени означает, что они существуют вне сознания как формы бытия, координации самих материальных объектов. Пространство и время существуют в человеке, как присущие ему способы воспринимать вещи.
Всеобщность пространства и времени означает, что ничто не может существовать вне времени и вне пространства, которые суть «коренные условия всякого бытия».
Пространство и время как формы координации материальных объектов обладают свойствами, изучение которых сыграло выдающуюся роль в развитии физики. Этими свойствами являются трехмерность пространства и одномерность и необратимость времени, однородность и изотропность пространства и, наконец, однородность времени.
Л. Д. Ландау и Е. М. Лифшиц выдвигают предположение, что, возможно, закон возрастания энтропии является своеобразным «макроскопическим» выражением физической неэквивалентности обоих направлений времени в процессах взаимодействия квантовых объектов с классическими.
Однородность пространства и времени и изотропность пространства означают инвариантность системы по отношению к определенным преобразованиям переменных: однородность времени – по отношению к сдвигам времени, т. е. к изменению начала отсчета; однородность пространства – по отношению к сдвигам в пространство, т. е. к переносу начала координат; изотропность пространства – по отношению к повороту осей системы координат в пространстве. Отсюда вытекают наиболее фундаментальные законы сохранения; симметрии относительно сдвига времени (т. е. однородности времени) соответствует закон сохранения энергии; симметрии относительно пространственного сдвига (т. е. однородности пространства) – закон сохранения импульса; симметрии относительно поворота координатных осей ( т.е. изотропности пространства) – закон сохранения момента импульса (углового момента).