Субстандиальная и реляционная концепция пространства и времени.

Исторически сложилось два подхода к пониманию пространства и времени.

Первый может быть назван субстанциональной концепцией: пространство и время понимается как нечто самостоятельно существующее, наряду с материей как ее пустые вместилища.

Пространство-это чистая протяженность, а время – это чистая длительность, в которой помещены материальные объекты. Этот взгляд одним из первых высказал Демокрит ( атомистическая теория) «в действительности есть лишь атомы и пустота».

Здесь пустота (чистое пространство) наделяется субстанциональностью (как нечто объективно существующее) и мыслится наряду с атомами, как единственно существующее в мире. Свое всестороннее развитие и завершение субстанцион концепция прост и вр получила у Ньютона.

Если из некоторой локальной области реальности мысленно убрать один из объектов массой м1 или м2, то пространство останется неизменным и Евклидовым, а время не изменит свой ритм.

Второй подход называется реляционной концепцией (реляция – отношение др с другом)

Впервые ее предложил Аристотель, но сформул была Лейбницем. С позиции реляц конц Лейбниц дает следующее определение прост и времени.

Пространство и время – это общие формы координации мат объектов и их состояний.

Пространство-это совокупность отношений, выражающих координацию сосуществующих объектов, их расположение друг с другом.

Время – это совокупность отношений, выражающих координацию сменяющих друг друга состояний, и длительность и посл-ть.

Эта концепция получила дальнейшее развитие в общей теории относительности.

Пространство и время как формы координации материальных объектов обладают след св-ами: трехмерность пространства, необратимость времени, однородность и изотропность пространства, однородность времени.

1) Трехмерность пространства выражается в том, что положение любого объекта может быть определено с помощью трех независимых координат (система корд может быть различны – это декартовы, сферич, цилинд с к).

Понятие n-мерного пространства явл-ся мат абстракцией, позволяющей изучать новые стороны реальности.

2) Важнейшей чертой времени явл-ся его необратимость, оно течет от прошлого, через настоящее к будущему. (Синергетика - стрела времени: время необратимо и направлено, вернуться в прошлое невозможно, т к постоянно идет нарастание энтропии и развитие на новую ступень)

3) Однородность прост и вр и изотропность простр означают инвариантность систем к определенным преобразованиям. Отсюда вытекают наиболее фундам законы сохранения: з сохр энергии, з с импульса, зс симметрии.

Принцип относительности классической механики

Понятие пространства и времени выработанные в классической физике представляет с одной стороны результат обобщения повседневного опыта, а с другой следствие изучения простейших механических движений. Основным законом классической механики явл-ся второй закон Ньютона, связывающий силу, действующую на тело с приобретаемым телом ускорением. Для описания механического движения необходимо измерение координат движущегося тела, что требует введение понятия системы отсчета.

СО может находиться в разл состояниях: они могут покоиться, двигаться равномерно и прямолинейно, двигаться ускоренно одна относ другой.

Если две системы отсчета покоятся относительно друг друга, то это означает, что они представляют одну и ту же систему, различие сводится к чисто геометрическому переносу начала координат. СО движущиеся равномерно и прямолинейно – это инерционные системы, а движущиеся с ускорением – неинерционные. В инерционных сист справедлив второй закон Н, а для неинерционных он не пременим, т к при переходе от одной со к другой движущиеся ускоренно по отношению к первой появляется добавочные силы, так называемые силы инерции.

Принцип относительности классич мех или принцип отн Галилея утверждает физическую эквивалентность всех инерциальных СО: состояние равномерного прямолинейного движения никак не сказывается на происходящих в системе механических процессах и никакими мех-ми экспериментами, проводимыми внутри системы нельзя определить покоиться она или движется равномерно и прямолинейно.

В период обоснования возник вопрос, а существуют ли вообще инерц системы. Например является ли таковой со связанная с Землей? Однако планета Земля неинер ситстема, она вращается вокруг солнца и вокруг собственной оси, Солнце тоже вращается. Поиски ответа на этот вопрос и привели к понятию абсолютного пространства. Оно представлялось совершенно неподвижным, а связанная с ним СО строго инерциальной.