Свойства пространства и времени кратко

Обновлено: 04.07.2024

Пространство и время – важнейшие атрибуты бытия. В мире нет материальных систем, не обладающих пространственно временными свойствами. Пространство характеризует протяженность, структурность, сосуществование и взаимодействие элементов во всех материальных системах. Время – форма бытия материи, выражающая длительность ее существования, последовательность смены состояний в изменении и развитии материальных систем.

В истории философии существуют различные концепции пространства и времени. Их можно разбить на два больших класса: субстанциальные и реляционные. Субстанциальная концепция рассматривает пространство и время как особые сущности, которые существуют сами по себе, независимо от материальных объектов. Они служат вместилищами, в которых находятся объекты и разворачиваются процессы. При этом пространство и время могут существовать независимо от объектов и процессов.

Реляционная концепция (Лейбниц) заключается в том, что пространство и время – это особые отношения между объектами и процессами и вне них не существуют.

Достижения современной науки свидетельствуют о предпочтении реляционного подхода к пониманию пространства и времени. Например, теория относительности, в которой раскрывается неразрывная связь пространства и времени как единой формы существования материи (пространство – время), единство пространственно-временной и причинно-следственной структуры мира, относительность пространственно-временных характеристик объектов.

Свойства пространства: протяженность, трехмерность, симметрия и асимметрия, внешняя форма и размер, местоположение, распределение вещества и поля, граница, отделяющая их от других систем.

Свойства времени: длительность, неразрывная связь с движением систем, а также с пространством.

К всеобщим свойствам пространства и времени относятся: объективность, зависимость от движущихся систем, прерывность и непрерывность, бесконечность (времени) и безграничность (пространства).

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Продолжение на ЛитРес

2.5. Пространство и время

2.5. Пространство и время Объект со стороны явления кроме качественных и количественных характеризуется пространственно-временными моментами.В истории философии и науки продолжительное время ведущей была метафизическая концепция пространства и времени, в которой

4. Пространство и время

4. Пространство и время Понятие пространства и времениДля обыденно-житейских представлений пространство и время — нечто привычное, известное и даже в какой-то мере очевидное. Но если задуматься над тем, что же все-таки такое пространство и время, то возникают сложные

Пространство-время

Пространство-время То, что пространство и время не являются абсолютными, полностью независимыми друг от друга категориями, нам известно благодаря теории относительности, объединившей их в единое четырехмерное пространство-время. Однако представляется, что это единство

Пространство и время

Пространство и время Пространство и время – важнейшие атрибуты бытия. В мире нет материальных систем, не обладающих пространственно временными свойствами. Пространство характеризует протяженность, структурность, сосуществование и взаимодействие элементов во всех

2. Движение. Пространство и время

2. Движение. Пространство и время Исходные положения диалектической и метафизической концепций движения были сформулированы еще в античной философии. Истоки диалектической концепции движения восходят к Гераклиту. Как отмечал Ф. Энгельс, «первоначальный, наивный, но по

4. Пространство и время

4. Пространство и время Чтобы полнее осветить суть философского понимания пространства и времени – важнейших феноменов человеческой культуры и сущностных характеристик нашего индивидуального существования, необходимо кратко проанализировать те представления о них,

ДВИЖЕНИЕ, ПРОСТРАНСТВО И ВРЕМЯ

ДВИЖЕНИЕ, ПРОСТРАНСТВО И ВРЕМЯ Движение:это все изменения и процессы во Вселенной. Это всякий процесс изменения и перехода из одного состояния в другое.Оно делится на материальное движение и идеальное.Материальное движение — это все изменения происходящие в

Пространство и время

Пространство и время Чему могут нас научить, спрашивал Кант, эти, сбивающие нас с толку, антиномии? Его ответ гласит: наши представления о пространстве и времени неприменимы к миру как целому. Представления о пространстве и времени применимы, разумеется, к обычным

5. ПРОСТРАНСТВО И ВРЕМЯ

5. ПРОСТРАНСТВО И ВРЕМЯ Признавая существование объективной реальности, т.е. движущейся материи, независимо от нашего сознания, материализм неизбежно должен признавать также объективную реальность времени и пространства, в отличие, прежде всего, от кантианства, которое

Глава 12. ПРОСТРАНСТВО-ВРЕМЯ

Глава 12. ПРОСТРАНСТВО-ВРЕМЯ Современная физика самым драматическим образом подтвердила одно из основных положений восточного мистицизма, смысл которого заключается в том, что все используемые нами для описания природы понятия ограничены, что они являются не свойствами

9. Пространство и время

9. Пространство и время Понятия пространства и времени. Все тела имеют определенную протяженность — длину, ширину, высоту. Они различным образом расположены друг относительно друга, составляют части той или иной системы. Пространство есть форма координации

Пространство и время

Пространство и время Время есть величайшая иллюзия. Оно есть только внутренняя призма, через которую мы разлагаем бытие и жизнь. Анри Фредерик Амиель Первичность категорий триединства: материя, информация и мера означает, что категории пространство и время являются

Пространство и время

Пространство и время Есть ли Сознание в физическом пространстве между вами и мной?Все, что есть, — это Сознание. Вы и я являемся просто объектами, спроецированными в этом пространстве. Все, что есть, это Сознание. Пространство и время — это просто концепции, механизм для

Пространство и время как философские категории характеризуют бытие людей, предметов, явлений и событий. Они используются для описания сосуществования определенных единиц в пространстве. Процесс изменения вещей, их замена и другие процессы проходят в период определенного времени. Пространство – это бытие и его характеристики. Время – это показатель продолжительности. С помощью двух указанных категорий можно представить любые структуры и конструкции, чтобы объяснить ситуацию, независимо от ее масштабов.

Что такое пространство в философии

Пространство – это в философии одно из фундаментальных свойств, которыми обладает бытие. Это свойство используется для характеристики длительности, формы, особенностей бытия. Оно является незаменимым условием функционирования всего мира. Пространство в философии – это определение места существования и сосуществования вещей, явлений. Каждый объект, материя находится в пространстве.

  1. Трехмерная физическая плоскость, в которой находится весь мир, за которым мы наблюдаем.
  2. Конкретная точка, в которой происходят определенные действия, события, явления. Оно универсальное, поэтому способно вмещать неограниченное количество физических объектов. Между ними может присутствовать или отсутствовать связь.
  3. Определенная зона, в которой находятся вещи, люди, явления, объединенные одним признаком, имеющие между собой контакт, связь.

В повседневной жизни понятие часто используется как метафора. Пространство – неограниченная территория, где могут существовать любые объекты.

Что означает время как философская категория

Второй фундаментальный элемент философии бытия – время. Оно характеризует движение, процесс, изменение, развитие. С помощью времени формируются такие категории, как прошлое, настоящее, будущее.

Свойства времени в философии обозначены с самого начала развития цивилизации. Его цикличность ранее измерялась природными явлениями, подручными средствами. Для человечества крайне важен отсчет месяцев, годов, дней. Каждый процесс цикличен – день заканчивается и начинается снова. Аналогично повторяются часы, десятилетия, века. Время имеет различный формат: биоритмы человека, лунный календарь, смена поколений – все управляется временем.

Одним из регуляторов времени ранее являлся восточный календарь. Через годы понимание людей изменилось, появился линейный отсчет. Циклическая система актуальна до наших дней. Она признана лучшим способом измерения временных промежутков. Свойства времени:

  • Продолжительность. Если время идет, значит, продолжается жизнь, настоящий момент. Понятия будущего, настоящего, прошлого характеризуются абстрактным и конкретным компонентами. Абстрактный – распространяется непосредственно на существование, материальный мир, понятие. Конкретный – используется для характеристики событий, процессов;
  • Открытость. Целенаправленное движение времени к будущему способствует уходу событий в прошлое, которое уже известно, пройдено и безвозвратно. Настоящее происходит в данный момент. Оно известно, зависит от действий, совершенных в эту секунду. Будущее неизведанное, покрытое тайной;
  • Течение характеризует постоянные перемены. Меняются погода, настроение, природа. Это говорит о том, что жизнь идет вместе со временем.

Пространство и время в философии – кратко

В составе материального мира основа – структурные объекты. Все они подвижны, развиваются, являются процессами. Материальный взгляд на них заставляет замечать последовательность изменений. Свойства пространства в философии рассматриваются как местонахождение структурных объектов, их представление. Свойства пространства и времени в философии:

  • Материя абсолютная, ее атрибуты также абсолютны;
  • Присутствие неразрывной связи между подвижностью материи, пространством и временем;
  • Объективное восприятие, понятия не зависят от человеческого сознания;
  • Все структурные отношения, процессы, развитие материальной системы взаимозависимы;
  • Непрерывное и прерываемое обладают структурным единством;
  • Величины не имеют качественного или количественного исчисления.

Пространство и время в философии имеют и другие критерии. Свойства могут быть метрическими и топологическими. Первые характеризуют измерения, вторые – симметрию, суть непрерывности, связности, необратимость. Использование топологических характеристик подходит для описания:

  1. Связности.
  2. Размерности.
  3. Непрерывности и прерываемости.
  4. Ориентации.

Метрическая характеристика является показателем бесконечности и конечности, гомогенности и изотропности, кривизны.

Пространство всегда является протяженным, в нем существуют точки, объемы, отрезки. В любой момент в пространство может добавиться новый объект или же количество точек может уменьшиться. Оно является трехмерным, связным и непрерывным.

Основные концепции пространства и времени в философии

Оба понятия являются формами материального бытия. Различают две основные концепции пространства и времени в философии:

Движением в механике называют изменения положения тела в пространстве с течением времени.

Пространство и время бессмысленно рассматривать в отдельности от материального мира.

Пространство отражает порядок сосуществования объектов мира. Время показывает последовательность перемены явлений. Нет процессов в природе, которые происходили бы вне времени и вне пространства.

Пространство и время являются формами существования материи. Пространство и время имеют тесную и неразрывную связь. Мир, в котором мы живем, является четырехмерным:

  • Три измерения в нашем мире – относят к пространству.
  • Одно измерения связывают со временем.

Относительность движения

Тела могут перемещаться в пространстве, то есть осуществлять механическое движение. Высказывание о том, что два разных события, произошедшие не одновременно, состоялись в одном месте, лишено смысла, до момента указания системы отсчета, в которой эти события рассмотрены.

Перемещение в пространстве обладает строго определённым содержанием, если указаны тела, по отношению к которым происходит движение рассматриваемого объекта.

Любое движение относительно так формулируется одно из фундаментальных свойств природы.

В этой связи для описания перемещения тел в пространстве вводят понятие системы отсчета. Система отсчета включает:

  • тело отсчета, с целью фиксирования положения исследуемого объекта;
  • процесс, являющийся эталоном, для фиксирования времени. Эталонный процесс фиксации времени реализуют при помощи часов. Часы используют для того, чтобы отмечать временные моменты, которые отвечают положениям перемещающегося тела в некоторые моменты.

Тело отсчета, система координат, часы составляют систему отсчета.

Самым простым и часто применяемым примером системы координат, является прямоугольная декартова система координат. Декартова система координат составлена тройкой взаимно нормальных плоскостей, которые жестко связаны с телом отсчета.

Готовые работы на аналогичную тему

Точку пересечения этих плоскостей называют началом координат, линии пересечения плоскостей дают координатные оси.

Координатами точки является тройка расстояний от начала координат до координатных плоскостей.

При решении задач применяют систему координат, которая позволяет максимально упростить процедуру работы задачей.

К наиболее востребованным системам координат относят:

  • декартову систему координат;
  • цилиндрическую систему координат;
  • сферическую систему координат.

Количество независимых координат, которые однозначно определяют положения тела (или совокупности тел) в пространстве, носит название числа степеней свободы.

Абсолютность и относительность длин и промежутков времени

Нерелятивистская физика считает длины тел и промежутки времени абсолютными. В таком случае:

  • Можно считать события одновременными не отмечая системы отсчета, где данные события рассматриваются.
  • Стоит рассматривать длину тела, не обращая внимания на состояние его движения или покоя в системе отсчета.

Если исследуются медленные (в сравнении со скоростью света в вакууме) движения, то релятивистские эффекты можно не учитывать. Но существуют разделы физических исследований, где без учета данных эффектов не обойтись, например, ядерная физика.

В специальной теории относительности (СТО), которая была создана Эйнштейном, одновременность событий, разделенных в пространстве, является относительной. Это означает, что пара событий, происходящих одновременно в одной системе отсчета, могут быть не одновременными в другой системе отсчёта, перемещающейся по отношению к первой.

Длина тела в теории Эйнштейна, тоже является относительной, поскольку связана с системой, в которой происходит измерение. СТО показывает, что следует отметить разницу между длиной стержня, который находится в покое ($l_0$) и длиной стержня, движущегося относительно системы отсчета ($l$)

Длины $l_0$ и $l$ равны в случае движений с небольшими скоростями.

Так, в общем случае следует считать, что промежутки времени и длины отрезков являются относительными.

Свойства пространства

Сформулируем свойства пространства, которые можно считать основными:

  1. Исследуемое нами пространство является однородным. Это означает, что в нем нет точек с разными свойствами. Если произвести параллельный перенос системы отсчета, то рассматриваемые в ней законы физики не будут изменяться.
  2. Пространство изотропно. В пространстве нет выделенных направлений. При повороте системы отсчета на произвольный угол законы природы не изменятся.
  3. Пространство обладает свойством непрерывности. Между даже самыми близкими точками пространства всегда имеется третья точка.
  4. В нашем мире пространство является трехмерным. Положение точки однозначно описывают три действительных числа (координаты).

Свойства времени

К основным свойствам времени относят:

  1. Временную однородность. Если рассматривать два события, которые проходят при одинаковых условиях, но в разное время, то они будут происходить одинаково.
  2. Непрерывность времени означает то, что если имеются два момента времени, и они очень близки, то всегда между ними можно найти еще момент времени.
  3. В настоящее время считают, что время течет в одном направлении от настоящего в будущее.

Свойства пространства и времени являются определяющими в характере законов физики. Так, например, законы сохранения энергии и импульса основаны на симметрии времени, которая исходит из его однородности и симметрии пространства (основы однородность и изотропность пространства).

До настоящего времени нет единой модели пространства и времени, применимой во всех областях естествознания. На каждом структурном уровне материи выявляются особенности пространственно-временных характеристик объектов. Поскольку пространство и время неотделимы от различных видов материи, правильнее было бы говорить о пространственно-временных свойствах и отношениях материальных систем. Однако при познании пространства и времени ученые часто абстрагируются от их материального содержания, рассматривая их как самостоятельные формы бытия.

При характеристике пространства и времени выделяют их общие свойства как формы бытия материальных объектов.

К всеобщим свойствам пространства и времени относятся:

· объективность и независимость от сознания человека;

· неразрывная связь друг с другом и с движением материи;

· зависимость от структурных отношений и процессов развития в материальных системах;

Наряду с едиными характеристиками, которые в равной степени присущи как пространству, так и времени, им свойственны некоторые особенности, характеризующие их как различные, хотя и тесно связанные между собой, атрибуты материи.

Свойства пространства.

Трёхмерность пространства выражается в том, что для однозначного определения места точки в пространстве в фиксированный момент времени, необходимо и достаточно указать три ее координаты. В наиболее привычной прямоугольной декартовой системе координат это x,y,z - длина, ширина и высота; в сферической системе координат требуется указать радиус-вектор г и углы а и б; в цилиндрической системе - высоту h, радиус-вектор г и угол а.

Трёхмерность пространства является фундаментальным свойством Вселенной. Все материальные процессы и взаимодействия реализуются именно в пространстве трех измерений. В одномерном (линия) или двухмерном (плоскость) пространстве не могут происходить взаимодействия частиц и полей. Три измерения являются необходимым и достаточным минимумом, в рамках которого могут осуществляться все типы взаимодействий материальных объектов. В настоящее время не известно каких-либо форм движения и взаимодействия, которые требовали бы четырех- или пятимерного пространства, и возможность таких процессов не вытекает ни из каких установленных законов природы.

Однородность пространства выражается в том, что не существует выделенных в каком-либо отношении точек пространства. Все точки в пространстве равноправны, поэтому не существует преимущественной точки отсчёта, любую можно принять в качестве начальной.

Изотропность пространства означает, что все направления в пространстве равнозначны. Пространство называется изотропным, если поворот системы отсчета на произвольный угол не приведет к изменению результатов измерений. Физические явления в системе не должны изменяться при ее повороте в пространстве.

Обратимость пространства проявляется в том, что в каждую точку пространства можно снова и снова возвращаться.

Свойства времени.

Сущностным свойством времени является его длительность, которая выступает как последовательность сменяющих друг друга моментов или состояний, возникновение за каждым данным интервалом времени последующего. Длительность бытия объектов во времени выступает как единство прерывного и непрерывного. Общая непрерывность времени проявляется в постоянном переходе предшествующих состояний в последующие состояния. Но конкретные объекты материального мира имеют начало и конец, определенную длительность, т.е. существуют конечный период. Поэтому можно говорить о прерывности бытия конечных материальных объектов, хотя она и относительна, так как между всеми сменяющими друг друга качествами имеется внутренняя связь и непрерывный переход

Время одномерно: для определения времени достаточно задать одну координату. Если бы время имело не одно, а два, три измерения и больше, то это означало бы, что параллельно нашему миру существуют аналогичные и никак не связанные с нашим миром другие миры-двойники, в которых те же события разворачиваются в той же последовательности. Но для таких предположений нет оснований.

Однородность времени означает, что любые явления, которые происходят в одних и тех же условиях, но в разные периоды времени, протекают одинаково.

Анизотропность и необратимость времени.

Необратимость – свойство времени, означающее однонаправленное изменение от прошлого к будущему, невозможность вернуться в прошлое.

В природе мы постоянно сталкиваемся с необратимыми процессами.

Необратимость эволюции называется в биологии законом Л. Долло по имени бельгийского палеонтолога, сформулировавшего его: организмы, возвращаясь в процессе эволюции в среду обитания далеких предков, не могут стать абсолютно похожими на них.

Излучение энергии Солнцем и звездами являются однонаправленными процессами.

Распады неустойчивых частиц демонстрируют необратимость изменений в микромире.

Какие причины лежат в основе анизотропности и необратимости времени? Сегодня их связывают с процессами самоорганизации материи, Обратное движение времени означало бы обращение вспять всех процессов развития в мире.

В современном естествознании существует несколько научных подходов к объяснению этого свойства времени. Выделим некоторые из них.

Направление времени задается вторым началом термодинамики, согласно которому энтропия, то есть мера беспорядка в системе, в замкнутой системе всегда возрастает.

Необратимость времени связана с процессами эволюции Вселенной, начиная с момента её возникновения, что подтверждается фактом её расширения.

Необратимость времени есть следствие принципа причинности, так как причина должна предшествовать следствию.

Общие свойства пространства и времени проявляются на всех структурных уровнях организации материи. У некоторых классов материальных объектов проявляются дополнительные, локальные свойства пространства и времени.

Тесная взаимосвязь пространственно-временных свойств и природы взаимодействия объектов обнаруживается также и при анализе симметрии пространства и времени. Ещё в 1918 Э. Нётер (1882 —1935) было доказано, что однородности пространства соответствует закон сохранения импульса, однородности времени — закон сохранения энергии, изотропности пространства — закон сохранения момента количества движения. Таким образом, пространство и время взаимосвязаны с важнейшими законами сохранения.

По мере углубления знаний о материи и движении углубляются и изменяются естественнонаучные представления о пространстве и времени. Поэтому понять физический смысл и значение вновь открываемых закономерностей пространства и времени можно только путём установления их связей с общими закономерностями взаимодействия и движения материи.

Вопросы для самоконтроля.

1. Какие концепции пространства и времени были разработаны в физике?

2. В чём суть субстанциальной концепции пространства и времени?

3. Как понимаются пространство и время в реляционной концепции?

4. Как понимается время в причинной концепции?

5. Что понималось под абсолютным пространством и абсолютным временем в механике Ньютона? Каковы причины их введения?

6. Как представлялись основные свойства пространства и времени в классической физике?

7. Какие противоречия в классической науке потребовали пересмотра понятий пространства и времени?

8. Как был осмыслен отрицательный результат опыта Майкельсона?

9. Какие постулаты лежат в основе СТО?

10. Какие новые представления на пространство и время вводятся в СТО?

11. В чём заключается связь метрики пространства и времени с гравитацией в ОТО?

12. Каковы основные выводы ОТО?

13. Какие постулаты лежат в основе причинной механики Козырева?

14. Какие физические свойства времени выделяются в причинной механике?

15. Каковы основные положения концепции биологического пространства-времени Вернадского?

16. Что представляет собой хронобиология и какие свойства времени выделяют в ней?

17. Каковы всеобщие свойства пространства и времени как форм бытия материальных объектов?

18. Выделите и сопоставьте общие свойства пространства и времени.

Литература.

Аксенов Г.П. В.И.Вернадский о природе времени и пространства. – М.: Либроком, 2012.

Ахундов М.Д. Концепции пространства и времени: истоки, эволюции, перспективы. - М.: Наука, 1982.

Ацюковский В.А. Критический анализ основ теории относительности . — М.: Научный мир, 2012

Баженов Л.Б. Проблемы пространства-времени // История и философия науки. Под ред. В.В.Миронова. – М.: Гардарики, 2006.

Борн М. Эйнштейновская теория относительности. - М.: Мир, 1972.

Вернадский В.И. Философские мысли натуралиста. - Москва: Наука, 1988.

Вернадский, В.И. Размышления натуралиста. В 2-х т. Пространство и время в неживой и живой природе. – М.: Наука, 1975. Т.1.

Казарян В.П. Понятие времени в структуре научного знания. - М.: Изд-во МГУ,1980.

Козырев Н. А. Избранные труды. — Ленинград: Изд-во Ленинград. ун-та, 1991.

Молчанов Ю.Б. Проблема времени в современной науке. - М.: Наука, 1990.

Хокинг С. Краткая история времени. От большого взрыва до черных дыр. СПб.: Амфора, 2001.

Уитроу Дж. Eстественная философия времени – М.: УРСС, 2003.

[1] См.: Физическая энциклопедия в 5-ти томах под ред. академика А.М.Прохорова. – М.: Советская энциклопедия. Т. 4.

[2] Ньютон И. Математические начала натуральной философии. // В кн.: Собрание трудов академика А. Н. Крылова. - М.- Л., Из-во АН СССР, 1936. С.30.

[3] Крылов А.Н. Указ. Соч. С.30.

[5] Холтон Дж. Тематический анализ науки. — М.: Прогресс, 1981. С.88.

[6] См.: Эфирный ветер. Сб. статей. 2-е издание.//Под ред. В.А.Ацюковского. М.: Энергоатомиздат, 2011.

[7] Цит. по: Пайс А. Научная деятельность и жизнь Альберта Эйнштейна. - М.: Наука, 1989, стр. 161.

[8] См.: Баженов Л.Б. Проблемы пространства-времени // История и философия науки. Под ред. В.В.Миронова. – М.: Гардарики, 2006. С.107-108.

[10] См.: Эфирный ветер. Сб. статей. 2-е издание.//Под ред. В. А. Ацюковского. М.: Энергоатомиздат, 2011.

[11] Эйнштейн А. Собрание научных трудов. - М.: 1965-1967. Т. I I. С. 744.

[12] См.: Ацюковский В.А. Критический анализ основ теории относительности . — М .: Научный мир, 2012; Бриллюэн Л. Новый взгляд на теорию относительности – М: Наука, 1972; Казарян В.П. Понятие времени в структуре научного знания. М., Изд-во МГУ,1980.

[13] См.: Козырев Н. А. Избранные труды. — Ленинград: Изд-во Ленинград. ун-та, 1991. С.365

[15] Вернадский В. И. Проблемы биогеохимии. /Труды Биогеохимической лаборатории. Т. XVI. М.: Наука. 1980. С. 262.

[16] Вернадский В.И. Указ. Соч. С.274.

[17]См.: Аксенов Г.П. В.И.Вернадский о природе времени и пространства. – М.: Либроком, 2012.

[18] Вернадский В.И. Указ. Соч. С.276.

[19] Уитроу Дж., Естественная философия времени. – М.: Наука, 1964, с.82.

Читайте также: