Свойства пространства и времени с точки зрения современной науки

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Филиал ВСЕРОССИЙСКОГО ЗАОЧНОГО ФИНАНСОВО-ЭКОНОМИЧЕСКОГО ИНСИИТУТА

в г. Архангельске

Кафедра философии, истории и права

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

По дисциплине «Концепции современного естествознания»

Тема: «Свойства пространства и времени с точки зрения современной науки»

Архангельск 2010

Содержание

Введение

1. Сущностные характеристики пространства и времени с позиции современного научного познания

2. Межнаучный характер пространственно-временных представлений в современной науке

3. Значение понятий пространства и времени не только для естественных, но и для гуманитарных наук

Заключение

Список использованной литературы

ВВЕДЕНИЕ

Пространство и время как всеобщие и необходимые формы бытия материи являются фундаментальными категориями в современной физике и других науках. Физические, химические и другие величины непосредственно или опосредованно связаны с измерением длин и длительностей, т.е. пространственно-временных характеристик объектов. Поэтому расширение и углубление знаний в мире связано с соответствующими учениями о пространстве и времени. Пространство и время менялось в различных картинах мира, в связи с развитием научного познания. Современные научные представления претерпели в прошлом много дополнений и изменений. В процессе написания контрольной работы необходимо выявить основные характеристики времени и пространства. Без них невозможно будет представить всю значимость их для наук.

Человек желает раскрыть истинный смысл и природу вещей и явлений, его окружающих. Если с объяснением материальных объектов дело обстоит неплохо, то с пространством и временем вопрос сложный. Вероятно, причина состоит в том, что большинство материальных объектов человек может рассмотреть, поэкспериментировать с ними, и, поразмыслив, составить представление об их природе. Ставить опыты со временем и пространством человечество еще не научилось, и на долю ученых остается лишь их мысленное созерцание. Понятно, что при этом трудно рассчитывать на глубокое и правильное понимание этого вопроса.

Нам остается только, проанализировав взгляды современных ученых на категории пространства и времени, осветить основные направления развития научных знаний в этой области и последние достижения науки в деле изучения данной проблемы.

1. Сущностные характеристики пространства и времени с позиции современного научного познания

Пространство-время - физическая модель, дополняющая пространство временным измерением и, таким образом, создающая новую теоретико-физическую конструкцию, которая называется пространственно-временным континуумом. В соответствии с теорией относительности, Вселенная имеет три пространственных измерения и одно временное измерение.

Пространство и время представляют собой формы, выражающие определенные способы координации материальных объектов и их состояний. Содержанием этих форм является движущаяся материя, материальные процессы, и именно особенности и характер последних должны определять их основные свойства. В этом отношении диалектика нацеливала науку на поиски зависимости между определенными свойствами пространства и времени и сопутствующими материальными процессами, которые их определяют. Кроме того, наличие у пространства и времени единого содержания - движущейся материи - указывает и на взаимосвязь между самим пространством и временем, на невозможность их существования абсолютно независимо друг от друга.

Но что же такое пространство и время по отдельности?

Время - это всеобщая объективная форма существования движущейся материи, являющаяся необходимым условием возникновения и изменения конкретных материальных систем и выражающая структурность, темп и длительность материальных процессов, и объективную последовательность событий.

Пространство - это всеобщая объективная форма существования материи, являющаяся необходимым условием возникновения и движения конкретных материальных систем.

Пространство - слово, используемое в многочисленных сложных терминах в таких разделах, как философия, математика и физика.

В математике слово «пространство» употребляется в большом наборе сложных терминов.

В физике пространством называют то место, где разворачиваются физические процессы и явления.

Но какие же основные свойства пространства и времени?

Прежде всего, пространство и время объективны и реальны, т.е. существуют независимо от сознания людей и познания ими этой объективной реальности.

Пространство и время являются также универсальными, всеобщими формами бытия материи. Нет явлений, событий, предметов, которые существовали бы вне пространства или вне времени. У Гегеля высшей реальностью является абсолютная идея, или абсолютный дух, который существует вне пространства и вне времени.

Наверняка многие знают, что пространство Вселенной трехмерно. Следовательно, у него есть длина, ширина и высота. То же и у всех тел. Или еще пример: положение точки может быть задано тремя числами - координатами. Если в пространстве проводить прямые линии или плоскости или чертить сложные кривые, то их свойства будут описываться законами геометрии. Эти законы были известны давным-давно Евклидом. Именно евклидова геометрия изучается в школе как стройный ряд аксиом и теорем, описывающих все свойства фигур, линий, поверхностей.

В отличие от пространства, в каждую точку которого можно снова и снова возвращаться, время - одномерно. Оно течет из прошлого через настоящее к будущему. Нельзя возвратиться назад в какую-либо точку времени, но нельзя и перескочить через какой-либо временной промежуток в будущее. Отсюда следует, что время составляет как бы рамки для причинно-следственных связей.

К специфическим свойством пространства относятся однородность и изотропность. Время также считается однородным, т. е. любой процесс в принципе повторим через некоторый промежуток времени. С этим свойством связана симметрия мира, которая имеет большое значение для его познания.

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.

В современной науке используются понятия «биологическое», «психологическое» и «социальное» пространство и время. Эти понятия введены в связи с особенностями проявления пространственно-временных свойств нефизических объектов. Биологическое пространство и время характеризуют особенности пространственно-временных параметров органической материи: биологическое бытие человеческого индивида, смена видов растительных и животных организмов, их жизнь и смерть. Одну из первых проблем биологического пространства и времени начал анализировать В.И. Вернадский. Специфику биологического пространства он связывал с важнейшим отличительным признаком живого - наличием асимметричности пространственной структуры органических молекул.

Специфично проявление времени и пространства в микромире, живой природе, в социальной действительности, в связи, с чем специально анализируется биологическое время, психологическое время, социальное пространство-время и другие виды времени и пространств.

Психологическое время связано с восприятием и переживанием времени индивидом: время то «бежит», то «замедляется», что зависит от тех или иных конкретных ситуаций (одно дело, когда мы кого-то с нетерпением ожидаем, другое, когда заняты чем-то интересным); в детстве нам кажется, что время течет медленно, а в зрелом возрасте - что оно ускорило свой бег.

В психике индивида и в его психомоторике формируется полимодальный (обобщенный) образ пространства. Этот образ включает совокупность особых метрических и топологических свойств: криволинейность, отсутствие жесткой привязки координат к координатам внешнего физического пространства, относительное безразличие к положению, преобладание топологии над метрикой, отсутствие право-левосторонней симметрии.

Социальное пространство - термин, введенный П. Бурдье в работе "Физическое и социальное пространство" (1990) для обозначения абстрактного пространства.

Социальное пространство-времени сводится к физическому, естественному пространству-времени или подменяется им. Конечно, социальное пространство-время включает в себя физическое, базируется на нем, но не сводится к нему.

Социальное пространство-времени - это не просто форма существования общества, но само общество. Как утверждает М. Кастельс, социальное пространство не есть отражение, фотокопия общества, "оно и есть общество". То же самое можно утверждать и относительно социального времени. Конструирование социального пространства-времени есть одновременно моделирование социального мира на всех уровнях от миросистемного до микроиндивидуального.

2. Межнаучный характер пространственно-временных представлений в современной науке

Пространство и время принадлежат к числу категорий, разработка которых имеет большое значение не только для развития философии, но и для развития науки, искусства, практики, человеческой культуры в целом. От того, как человек воспринимает, осмысливает пространственно-временные аспекты окружающего мира, как он относится к пространству и времени, во многом зависит эффективность и целенаправленность его деятельности. Мировоззренческое осознание пространственно-временного фактора в жизнедеятельности общества позволяет глубже проанализировать структуру и динамику общественного сознания. Необходимость выявления качественной специфики нынешнего периода общественного развития и осознания принципиальных изменений как внутри страны, так и на международной арене требует выработки новых пространственно-временных ориентаций. Анализ «включенности» этих ориентаций в процесс практической деятельности, их неоднозначного и противоречивого характера позволяет глубже рассмотреть сложнейшие механизмы формирования и функционирования человеческого мировоззрения.

Большое и непрерывно растущее количество литературы посвящено самым разнообразным аспектам пространства и времени. Количественное и качественное расширение спектра исследований отражает растущий интерес к анализу этой проблематики, ведет к углублению и расширению представлений о пространстве и времени. Сейчас пространство и время анализируются на материале различных наук, а не только физики и математики, как нередко бывало раньше. Предпринимаются попытки вскрыть специфику пространственно-временных отношений на различных уровнях организации материи. Особенно это касается проблемы социального пространства и времени.

Немало внимания уделяется выявлению специфики художественного пространства и времени.

Почти все науки независимо от того, являются ли они общественными, естественными или гуманитарными или техническими, включают в свой инструментарий понятия «пространство» и «время». В последние годы во все большем кругу смежных гуманитарных и естественных наук, а также в науках о человеке появляется все возрастающее понимание решающего значения пространства и времени. Как ученые, так и практики постепенно осознают, что почти любой физический процесс и действия человека имеют свою географию, а также историю. На каком-то уровне довольно банально звучит утверждение, что все существует в пространстве и времени, но на более продвинутом и содержательном уровне этот постулат превращается в остро осязаемое ощущение «временной пространственности», которая, раскрываясь, наиболее полно освящает взятую тему. Нельзя не думать о XXI веке иначе, как о ”веке пространственных представлений”, то есть о времени, когда в человеческом сознании вновь вернется во всей своей масштабности географическое мышление. Умозрительно все большее и большее количество ученых приходят к выводу, что определенное место всегда определяется в более широком, зачастую многомерном пространстве. В практическом плане это означает, что любое перспективное решение опосредовано не только временем (когда это будет), но и местом (где это будет), а это ”где” всегда фиксируется в пространстве, структурированном весьма сложным путем.

Пространственно-временное описание можно понимать в двух смыслах: широком и узком. В узком смысле пространство и время служат необходимой предпосылкой проведения любого эксперимента. На эмпирическом уровне познания пространство и время являются непосредственно наблюдаемыми и могут быть определены операционально. Пространственно-временное описание в широком смысле не сводится к языку наблюдений, а относится к теоретическому уровню. В основе этого описания лежит исходная хроногеометрическая модель, представляющая собой абстрактную геометрическую конструкцию, которая в рамках данной физической теории получила эмпирическую и семантическую интерпретацию.

Физическое пространство и время:

1) принципиально сопоставимы с эмпирическими понятиями и непосредственно наблюдаемыми физическими величинами;

2) обладают чрезвычайно большой степенью общности и способностью описывать широкий класс явлений;

3) без дополнительных ступеней абстракции обеспечивают описание движения и взаимодействия физических объектов;

4) адекватно отражают реальные пространственно-временные отношения (конечно, при условии истинности той физической теории, в которую они входят).

Из изложенного следует, что понятия пространства и времени вводятся в структуры физической теории по формальному и смысловым признакам. В первом случае статус пространства и времени приобретает та часть математического формализма, которая находится ближе всего к языку наблюдений, во втором - та его часть, которая может быть достаточно удалена от непосредственного опыта, но позволяет ввести единую иконическую модель физической реальности.

Вообще говоря, понятие пространства вводится в структуру физической теории и при помощи таких математических формализмов, как абстрактные физические пространства - конфигурационное, фазовое, гильбертово и т.д. Не исключено, что некоторые из этих пространств со временем приобретут пространственно-временной статус.

3. Значение понятий пространства и времени не только для естественных, но и для гуманитарных наук

пространство время познание

В современной науке используются такие понятия, как физическое, геологическое, географическое, биологическое, психологическое, социальное, историческое пространство и время. Это даёт нам право говорить о значимости пространственно-временных представлений не только для современных естественных наук, но и для гуманитарных.

Пространство и время в географии

Почти все науки независимо от того, являются ли они общественными, естественными или гуманитарными или техническими, включают в свой инструментарий понятие ”пространство”. Однако немного найдется наук, для которых это понятие было бы одним из базовых. К их числу наряду с физикой и геометрией, несомненно, принадлежит и география.

В географии с помощью понятия пространства удачно схватываются единство (совместимость) разнородных вещей и целостность мира. О важности понятия пространство для географии свидетельствует то, что о пространственном подходе говорят как о ядре географического познания.

Значение пространства и времени в географии отражено в хорологической концепции А. Геттнега. Он рассматривал в качестве предмета географии, во-первых, пространственное соотношение явлений живой и неживой природы и человеческого общества на земной поверхности. Во-вторых, он считал предметом географии пространственное соотношение социальных объектов и объектов живой и неживой природы, и размещение их в такой системе, как географический ландшафт. Однако эта концепция рьяно критиковалась сторонниками материалистической диалектики. С их зрения хорологическая концепция имеет ряд существенных недостатков.

Химическое пространство и время

Несмотря на то, что методы исследования в химических и физических науках во многом совпадают, все же можно найти определенную специфику химического знания. Согласно точке зрения многих авторов, химическая картина мира занимает промежуточное положение между физической и биологической картинами мира. Эта двойственность химии связана с тем обстоятельством, что в ней реализуется синтез физического знания, доказавшего свою эвристическую роль в познании химизма, и биологического, внесшего эволюционные идеи в такие разделы современной химии, как биогеология, палеохимия, эволюционная биохимия и космохимия. Специфика химической формы движения и отражающая ее химическая картина мира могут быть поняты лишь при обращении к принципу историзма и обосновании особого этапа эволюции материи, предшествующего возникновению жизни.

Что касается основных способов введения понятий пространства и времени в структуру химических теорий, то, учитывая успехи применения в современной химии квантовомеханических методов описания, можно сделать вывод о том, что основные способы введения понятий пространства и времени в структуру химических теорий аналогичны способам введения этих понятий в структуру квантовой механики, и проблемы, стоящие перед современной химией, связанные с пространственно-временным описанием, аналогичны проблемам, возникающим в квантовой механике. Имеются, конечно, определенные границы в применении методов квантовой механики для описания химических процессов, но поиски данных границ связаны с будущим развитием химических наук и с тем многократно доказанным фактом, что любая физическая теория имеет свои пределы применимости и безгранично экстраполировать ее выводы на другие области знания нельзя.

Любые физические, химические и биологические процессы сопровождаются изменением энергетического состояния систем. Именно энергетические факторы и связанные с ними энтропийные факторы объясняют практически все превращения веществ и процессы в живой и неживой природе.

Биологическое пространство и время

Они характеризуют специфические пространственно-временные свойства параметров органической материи: асимметрию расположения атомов в молекулах белка и нуклеиновых кислот; собственные временные ритмы и темпы изменения внутриорганизменных и надорганизменных биосистем; взаимосвязь и синхронизацию ритмов друг с другом, а также с вращением Земли вокруг оси и сменой времен года.

Психологическое пространство и время

Они характеризуют основные структуры пространства и времени, связанные с восприятием и так называемыми персептивными (вкусовыми, визуальными) полями. Исследователями выявлены неоднородность персептивного пространства, его асимметрия, эффект обратимости времени в бессознательных и транспихических процессах, а также синхронизм психических процессов, состоящий в одновременном параллельном проявлении идентичных психических переживаний у двух или нескольких человек. Для иллюстрации психологического времени можно привести широко известное высказывание немецкого философа А.Шопенгауэра о том, что в детстве время идёт очень медленно, в юности быстрее, но всё равно еле «передвигая ноги», в зрелом возрасте оно уже «идет в ногу» со старением, а в старости мчится, как стрела. Различное восприятие пространства можно, например, напомнив о том, что одно помещение одним людям кажется большим, другим оно же - маленьким.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Значение пространства и времени для современного научного познания неоценимо важно. Без этих двух понятий не может обходиться не одна из наук, так как они являются «фундаментом» для построения теорий, гипотез, вычислений.

Не случайно с давних времён люди задавались вопросом пространственно-временных характеристик. Как говорил Эйнштейн: «Необходимо было составить себе ясное представление о том, что означает в физике пространственные координаты и время некоторого события».

Практическое значение исследований пространства и времени может в будущем привести к неожиданным открытиям, которые могут изменить представления людей о жизни во Вселенной. И как следствие мы узнаем что-нибудь новое о её происхождение. Современная точка зрения о свойствах пространства времени помогает во многих областях научной деятельности.

Список использованной литературы

1. Концепции современного естествознания. Под ред. Лавриенко В.Н. и Ратникова В.П. М., 2006 г.

2. Концепции современного естествознания: учеб. пособие для студентов вузов / Н.И. Иконникова. - М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2008.

3. М.К. Гусейханов, О.Р. Раджабов Концепция современного естествознания М., 2007 г.

4. Рейхенбах Г. Философия пространства и времени. М., 1985.

5. Ахундов М. Пространство и время в физическом познании. М., 1982.

6. Марков К.К. Пространство и время в географии М., 1986.

7. Ахундов М.Д. Концепции пространства и времени. Истоки, эволюция, перспективы. М., 1982.

Размещено на Allbest.ru