Миронов В.В. Современные философские проблемы естественных_ технических и социогуманитарных наук (2006) (1184475), страница 27
Текст из файла (страница 27)
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»з. 1 Цит. по: Мако«самина А.О. Древнегреческие атомнсты.
Баку, 1946. С. 224. 1толелзика Лейбница с Кларком Л., 1960. С. 84. З физический знциклопедический словарь М., 1965. Т. 4. 96 2. Философские проблемы естесгвоананив При этом субстанциальная и реляционная концепции не связаны однозначно с материализмом и идеализмом. Здесь возможны любыс сочетания. Основные свойства пространспгва и времени. Пространство и время как формы координации материальных объектов облалают свойствами, изучение которых сыграло вылаюшуюся роль в развитии физики. Этими свойствами являются трехмерность пространства, олномерность и необратимость времени, однородность и изотропность пространства и, 11аконец, однородность времени.
1. Трехугерноспть простринсава. Трехмерность пространства представляет собой эмпирически констатируемое фундаментальное его свойство, которое выражается в том, гго положение любого объекта может быть определено с помошью трех независимых величин. Здесь сушественно наличие именно независимых величин. а не конкретный их характер.
ибо последний зависит от выбираемого познаютцим субъектом способа описания положения тел в пространстве (т.е. от используемой системы координат). Наряду с понятием трехмерного пространства в науке широко используется понятие многомерного (и-мерного) пространства, или пмерного многообразия. И хотя в научной литературе понимание действительного смысла этого термина не вызывает сколько-нибудь значительных затрулнений, тем не лгенее в околонаучной литературе нет недостатка в сомнугтельных спекуляциях вокруг и-мерных пространств. На самом деле никакого четвертого, пятого и тд.
пространственною измерения, разумеется, нет; реальное пространство трехмерно, а понятие и-люрного пространства представляет собой типичный пример математического обобшения'. Понятие п-мерного пространства является математической абстракцией, позволяюцгей использовать ранее разработанный геометрический аппарат при изучении новых сторон лействительности, Это не пустая фикция, а отражение действительности, но отражение не ее пространственных свойств, а самых разнообразных иных свойств, которые в определенном отношении оказываются как бы пространственно-подобными. 2. Необрплтиипсть времени. В отличие от пространства, время одномерно и необратимо. Одномерность его означает, что для фиксации положения объекта (события) во времени лостаточно одной величины— промежутка времени г, прошедшего от некоторого начала отсчета Г = О.
Важнейшей чертой времени является его необративюсть, Пространство 1 Речь идет о многомерных как бы чувственно воспринимаемых нгмерснилх». Совсем иначе обстоит дело с современными костгологическихги построениями, оперирующими понлтилми 1б- и 1или) 11-мерного пространства-времени, о мтг мы|киоворим в послслуюших рааделах учебника 2.1. Философские прсаасим физики обратимо» в том смысле, что в любую его точку можно попасть и дважЛь1, и трижды, и тд. Во времени это невозможно — оно необратимо течс1 от прошлого через настоящее к будущему.
То, что воспроизводится с щ>мощью памяти, образует прошлое, а непосредственно переживаемое — настоящее. Отсюда рождается мысль вообще вывести направлен1иють (необратимость) времени из особенностей нашего сознания. Научный реалист не может согласиться с такой трактовкой вопроса. Исходя из объективности времени, и его необратимость надо выводить не из сознания, а из свойств объективных процессов. В макроскопических процессах эта необратимость находит свое отражение в законе возрастания энтропии. Этот закон угверждает, что в любой замкнутой системе энтропия никогда не убывает, она возрастает или в пределе остается постоянной. Процессы, в которых энтропия увеличивается, называются необратимыми, те же, в которых она остается постоянной, — обратимыми.
Необратимость и обусловливает (выражае1) Физическую неэквивалентность двух направлений времени: прошлое и будущее различаются как состояния с соответственно меньшей и большей энтропией. Для микромира вопрос о необратимости времени должен решаться на основе теории микропроцессов — квантовой механики. На первый взгляд кажется, что здесь оба направления времени равноправны.
Действительно, основное уравнение квантовой механики — уравнение Шредингера — симметрично по отношению к изменению знака времени (как и основное уравнение классической механики — второй закон Ньютона). Но, как указывают Л.Д. Ландау и Е.М. Лифшиц, несмотря на эту симметрию, квантовая механика солсржит в себе физическую неэквивалентность двух направлений времени, связанную с основным для нее процессом взаимодействия квантового объекта с классическим объектом (т.е. системой, с достаточной точностью подчиняющейся классической механике).
а...Если с данным квантовым объектом последовательно происходят два процесса взаимодействия (назовем их А и В), то утверждение, что вероятность того или иного результата процесса В определяется результатом процесса А, может быть справедливо лишь в том случае, если процесс А имел место раньше процесса В»'. Отмеченное обстоятельство и делает взаимодействие квантового объекта с классическим необратимым, приводящим к появлению различия между проц1едшим и будущим.
3. Однородность и изотропность пространспзва и однородность врелзени. Однородность пространства означает равноправие всех его точек, отсутствие каких-либо выделенных точек; изотропность — равноправие всех возможных направлений; наконец, однородность времени проявляется в равноправии всех моментов времени. ' Линдау ЛЛ., ЛиС1»аиц Д М Сказ исзииескаи Физика. Ч., 1964. С. 48.
сиаа 2, Философские проблемы естествознании Однородность пространства и времени и изотропность пространства выражают фундаментальные свойства мира и связаны с важнейшими законами физики — законами сохранения. В начале ХХ в. в работах ученых геттингенской школы Д. Гильберта, Ф. Клейна и Э. Нетер была сформулирована так называемая теорема Нетер, гласящая, что если свойства системы не меняются от какого-либо преобразования переменных, то этому соответствует некоторый закон сохранения.
Поскольку независимость свойств от преобразования переменных означает наличие в системе симметрии относительно данного преобразования, постольку теорема Нетер может быть сформулирована как утверждение о том, что наличие в системе симметрии обусловливает существование сохраняющейся для нее физической величины, и наоборот.
Однородность пространства и времени и изотропность пространства как раз и 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 пространстве, 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). Пространство и время в классической физике Принцип огпносительностпи классической механики.
Понятия пространства и времени, выработанные в классической физике, представляют, с одной стороны, результат обобщения повседневного опыта, с другой— следствие научного анализа простейших механических движений. Развитие механики поэтому теснейшим образом связано с определенным пониманием пространства и времени. Основным законом классической механики является второй закон Ньютона, связывающий силу, действующую на тело, с приобретаемым азх телом ускорением: с= тп — . Для описания механического движения, Ы следовательно, необходимо измерение координат движущегося тела, что требует введения понятия тела отсчета, с которым связывается система координат, образуя систему отсчета. Встает естественный вопрос: для всякой ли системы отсчета будет справедлив основной закон механики? 2.
Ь Философские проблемы физики Системы отсчета могут находиться в различных состояниях: они могут покоиться, двигаться равномерно и прямолинейно или, наконец, двигаться ускоренно одна относительно другой. Если две системы отсчета покоятся относительно друг друга, то это означает, что онн представляют 111изически одну и ту же систему — различие между ними сводится к чисю геометрическому переносу начала координат. Поэтому остаются два физически различных типа систем отсчета: инерцнальные системы (движущиеся равномерно, прямолинейно относительно друг друга) и неинерциальные (движущиеся с ускорением). Для последних приведенная формулировка второго закона Ньютона не сохраняется. При переходе от одной системы отсчета к другой, движущейся ускоренно по отношению к первой, появляются добавочные силы, так называемые силы инерции.
В инерциальных системах отсчета переход от одной системы к другой не меняет вида второго закона Ньютона — он справедлив для всех систем. Приведенное утверждение составляет содержание принципа относительности классической механики, или принципа относительности галилея.
Этот принцип утверждает физическую эквивалентность всех инерциальных систем отсчета: состояние равномерного, прямолинейного движения никак не сказывается на происходящих в системе механических процессах и никакими механическими экспериментами, проводимыми внутри системы, нельзя определить, покоится она илн движется равномерно и прямолинейно. В современной физике законы классической механики формулируются как справедливые для всего класса инерциальных систем. Но в период обоснования классической механики перед ее творцами неизбежно вставал вопрос: а существуют ли вообще инерциальные системы? Ведь если дана хотя бы одна такая система, то может существовать бесчисленное их множество, ибо любая система, движущаяся равномерно и прямолинейно относительно данной, тоже булет инерциальной.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
