Федеральное агентство по образованию Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение высшего  профессионального образования

«Южно-Уральский  государственный университет»

Факультет «Экономика и предпринимательство»

Кафедра «Финансовый менеджмент» 
 

ЧТО ТАКОЕ  ВРЕМЯ?

РЕФЕРАТ

по дисциплине «Концепции Современного Естествознания» 

 
 

 
 

Челябинск 2010

АННОТАЦИЯ

Чугунова  Е.А. Что такое время. – Челябинск: ЮУрГУ, ЭиП-177, 2010, 22 с., библиогр. список - 4 наим. 

    Цель  реферата – узнать, что представляет собой время в понимании различных ученых, физиков.

    Задачи  реферата – изучить, обобщить, проанализировать понятие «время» и сделать  выводы.

    Рассмотрены представления о времени таких  ученых и физиков, как И. Ньютон и А. Эйнштейн. Также выделены свойства времени, свойства пространства и общие свойства двух этих понятий. Сделано заключение. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Оглавление 
 
 
 
 
 

ВВЕДЕНИЕ

    Когда говорят о времени, то подразумевают, что события присущи длительность и порядок последовательности; отношениями между длительностями – ритм (и аритмия); что процессы могут протекать одновременно, а время течет из прошлого через настоящее в будущее. Такое понимание выражает общезначимый смысл, приписывающий фиксированное тождество тому, что тождественным быть не может – становлению и его главному формообразующему принципу – Времени.

    В чем смысл образования хроноса, пожирающего своих детей? Не в  том ли, что сущность времени не только и не столько в непрерывности, поглощении? Время, сжимающее свои челюсти, отплевывает события одно за другим, отделяя их друг от друга. Этот образ является архетипическим, пронизывающим культуру многих народов. Время созидает или разрушает? Не мыслим ли мы время в двух формах: в одной фиксируются паузы и остановки, в другой выражается поток движения и становления? А когда мы говорим о диалектическом единстве этих двух моментов, то не превалирует ли неявно в анализе один из них?

    На  эти вопросы я и постараюсь найти ответы, раскрывая их подробно в своем реферате. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1 Развитие пространственно-временных представлений в классической механике

 

        В материалистической картине  мира понятие пространства возникло на основе наблюдения и практического использования объектов, их объемов и протяженности. 

       Понятие времени возникло на основе восприятия человеком смены  событий, предоставленной  смены  состояний  предметов и круговорота различных процессов.

        Естественно-научные представления о пространстве и времени прошли длинный путь становления и развития. Самые первые из них возникли из очевидного существования в природе и в первую очередь, в макромире твердых физических  тел, занимающих определенный  объем. Здесь основными были обыденные представления о пространстве и времени как о каких-то внешних условиях бытия, в которые помещена материя и которые сохранились бы, если бы даже материя исчезла. Такой взгляд позволил сформулировать концепцию абсолютного пространства и времени, получившую свою  наиболее отчетливую формулировку в работе И. Ньютона «Математические начала   натуральной философии». Этот труд более чем на  два столетия определил развитие всей естественно-научной картины мира. В нем были сформулированы основные законы движения и дано определение пространства, времени, места и движения.

       Раскрывая сущность пространства и времени, Ньютон предлагает  различать два вида понятий: абсолютные (истинные, материалистические) и относительные (кажущиеся, обыденные) и дает им следующую типологическую характеристику:

- абсолютное, истинное, материалистическое  время  само  по  себе  и  своей сущности,  без всякого отношения к чему-либо внешнему, протекает равномерно и иначе называется длительностью.

- относительное, кажущееся, или обыденное, время есть или точная, или изменчивая,  постигаемая  чувствами внешняя мера продолжительности, употребляемая в обыденной жизни вместо истинного математического времени, как то: час, день, месяц, год...

       Абсолютное пространство по своей сущности, безотносительно к чему бы то ни было внешнему, остается всегда одинаковым и неподвижным.

       Относительное пространство есть мера или какая-либо ограниченная подвижная часть, которая определяется  нашими чувствами по положению его

относительно  некоторых тел и, которое в обыденной жизни принимается за

пространство  неподвижное.

        Время и пространство составляют как бы вместилища самих себя и всего

существующего.

        При таком понимании  абсолютное  пространство и время представлялись некоторыми самодовлеющими элементами бытия, существующими вне и независимо от каких-либо материальных процессов, как универсальные условия, в которые помещена материя.

        Этот  взгляд  близок к субстанциональному  пониманию пространства и времени, хотя у Ньютона они и не являются настоящими субстанциями, как материя. Они обладают лишь  одним признаком субстанции  -  абсолютной самостоятельностью существования и  независимостью от любых конкретных процессов. Но они не обладают другим важным  качеством субстанции -способностью порождать различные тела, сохраняться в их  основе при всех изменениях тел. Такую способность Ньютон признавал лишь за  материей, которая рассматривалась как совокупность  атомов.  Правда,  материя  -  тоже вторичная субстанция после Бога, который сотворил мир, пространство и время и  привел  их  в  движение.  Бог, являясь  существом  непространственным и вневременным, неподвластен времени, в котором все изменчиво и преходяще. Он вечен в своем бесконечном совершенстве и всемогуществе и является подлинной сущностью всякого бытия. К нему не применима категория времени, Бог существует в  вечности, которая является атрибутом  Бога. Чтобы  полнее реализовать свою бесконечную мудрость и могущество, он создал мир из ничего, творит материю, а вместе с ней пространство и время как условия бытия материи. Но когда-нибудь мир полностью  осуществит заложенный  в  нем при творении божественный план развития и его существование прекратиться, а вместе с миром исчезнут пространство и время. И снова будет только вечность как атрибут Бога  и его бесконечная везде сущность. Подобные  взгляды выражались в общем виде еще Платоном, Аврелием Августином, Фомой Аквинским и их последователями. Ньютон также разделял эти взгляды.

        В этих воззрениях, даже с теологической точки зрения, содержаться глубокие противоречия. Ведь однократный акт творения мира и обреченность его на  грядущую гибель не соответствует бесконечному могуществу, совершенству и  мудрости  Бога. Этим божественным атрибутам более соответствовало бы бесконечное множество  актов  творения  самых  различных миров, последовательно сменяющих друг друга  в  пространстве  и  времени.  В каждом из них  реализовывалась  бы  определенная  идея,  данная  этому  миру Богом, а все множество этих идей создавало  бы  бесконечное  пространство  и время. Подобные идеи, высказанные в общем виде еще александрийским  теологом Оригеном  (III  в.  н.э.)  и объявленные  вскоре  ересью, в Новое время развивались в философии Лейбница, выдвинувшего идею о предустановленной гармонии в каждом из  потенциально  возможных  миров.  Лейбниц  рассматривал пространство как порядок существования тел, а время - как порядок  отношения и последовательность событий. Это понимание составило  сущность реляционной концепции пространства и времени, которая  противостояла  их  пониманию  как абсолютных и независящих ни от чего реальностей, подвластных только Богу.

        Есть  концепции  (Беркли,  Мах,  Авенариус  и  др.), которые   ставят пространство и время в зависимость от человеческого сознания, выводя  их  из способности человека переживать  и  упорядочивать  события,  располагать  их одно  после  другого.  Так,  Кант  рассматривал пространство  и  время  как априорные (доопытные)  формы чувственного  созерцания,  вечные   категории сознания, аргументируя это  ссылкой  на  стабильность  геометрии  Евклида  в течении двух тысячелетий.

        Проблема пространства и времени была тесно связана с концепциями близкодействия и дальнодействия.  Дальнодействие  мыслилось как мгновенное распространение гравитационных и электрических сил через пустое абсолютное пространство, в котором силы находят свою конечную цель благодаря божественному проведению. Концепция же близкодействия  (Декарт, Гюйгенс, Френель, Фарадей), была связана с пониманием пространства  как  протяженности вещества и эфира, в котором свет распространяется с конечной  скоростью в виде волн. Это привело в дальнейшем  к  понятию поля, от точки к точке которого и передавалось взаимодействие.

        Именно это понимание взаимодействия и пространства, развивавшееся в рамках классической физике, было унаследовано и развито далее в XX веке, после крушения гипотезы эфира, в рамках теории относительности и квантовой механики. Пространство и время вновь стали пониматься как атрибуты материи, определяющиеся ее связями и взаимодействиями.

        Современное понимание пространства и времени было сформулировано в теории относительности А. Эйнштейна, по-новому интерпретировавшей реляционную концепцию пространства и времени и давшей ей естественно-научное обоснование. 
 
 
 
 

          2  Пространство и время в теории относительности А. Эйнштейна

 

        Специальная теория относительности, созданная в 1905 г. А. Эйнштейном, стала результатом  обобщения и синтеза классической механики Галилея  - Ньютона и электродинамики Максвелла - Лоренца. «Она описывает законы всех физических процессов при скоростях движения, близких к скорости света, но без учета поля тяготения. При уменьшении скоростей движения она сводится к классической механике, которая, таким образом, оказывается ее частным случаем».

        Исходным пунктом этой теории  стал принцип относительности.  Классический

принцип относительности  был сформулирован  еще  Г. Галилеем: «Если законы механики справедливы в одной системе координат, то они справедливы и в любой другой системе, движущейся прямолинейно и равномерно относительно первой». Такие системы называются инерциальными, поскольку движение в них подчиняется закону инерции: «Всякое тело сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения, если только оно не вынуждено  изменить его под влиянием движущихся сил».

        Из принципа относительности следует, что между покоем и движением - если оно равномерно и прямолинейно - нет никакой принципиальной разницы. Разница только в точке зрения.

       Таким образом, слово «относительно» в названии принципа Галилея не скрывает в себе ничего особенного. Оно не имеет никакого иного смысла, кроме того, который мы вкладываем в движение о том, что движение или  покой - всегда движение или покой относительно чего-то, что служит  нам  системой отсчета. Это, конечно, не означает, что между покоем и равномерным движением нет никакой разницы. Но понятие покоя и движения  приобретают смысл лишь тогда, когда указана точка отсчета.

        Если классический принцип относительности утверждал инвариантность законов механики во всех инерциальных системах отсчета, то в специальной теории относительности данный принцип  был  распространен также на законы электродинамики, а общая теория относительности утверждала инвариантность законов  природы  в  любых системах отсчета, как инерциальных, так и неинерциальных. Неинерциальными называются системы отсчета, движущиеся с замедлением или ускорением.

        В соответствии со специальной теорией относительности, которая объединяет пространство и время в единый четырехмерный пространственно-временной  континуум, пространственно-временные свойства тел зависят от скорости их движения. Пространственные размеры сокращаются в направлении движения при приближении скорости тел к скорости света в  вакуум                (300 000 км/с), временные процессы замедляются в быстродвижущихся системах,  масса тела увеличивается.

        Находясь в сопутствующей системе  отсчета, то есть, двигаясь параллельно и на одинаковом расстоянии от измеряемой системы, нельзя заметить эти эффекты, которые называются релятивистскими, так как все используемые при измерениях пространственные масштабы и части будут меняться точно таким же образом. Согласно принципу относительности, все процессы в инерциальных системах отсчета протекают одинаково. Но если система является неинерциальной, то релятивистские эффекты можно заметить и изменить. Так, если воображаемый релятивистский корабль типа фотонной ракеты  отправится к далеким звездам, то после возвращения его на  Землю времени в системе корабля пройдет существенно меньше, чем на Земле, и это различие  будет  тем больше, чем дальше совершается полет, а скорость корабля будет ближе к скорости света. Разница может измеряться даже сотнями и тысячами лет, в результате чего экипаж корабля сразу перенесется в близкое или отдаленное будущее, минуя промежуточное время, поскольку ракета вместе с экипажем выпала из хода развития на Земле.