Учебник для студентов естественнонаучных факультетов саратов, 2007 аннотация
Скачать 4.62 Mb.
|
Материя. Движение. Пространство. Время Проблема материи в философии и науке появилась по существу одновременно с их возникновением. Философы пытались за чувственным многообразием вещей отыскать их первооснову – тот вещественный– от лат. «materialis» – вещественный, исходный материал, из которого они построены. Так античные философы отождествляли материю с чем–то чувственно–воспринимаемым – с четырьмя стихиями-первоэлементами – огнем, водой. землей, воздухом Эмпедокл из сицилийского города Акраганта назвал их «корнями». Его современник Анаксагор считал, что все тела состоят из мельчайших частиц. Фалес считал, что основой всего служит вода, Анаксимен – воздух, Гераклит считал, что весь мир есть вечно живой огонь. Несколько позже Левкипп, Демокрит и Эпикур высказывают гипотезу о том, что материя состоит из дискретных неизменных по своим свойствам неделимых кирпичиков мироздания – атомов – от греч atomos – неделимый. Образно выразил точку зрения атомистов Тит Лукреций Кар в стихотворной поэме «О природе вещей». Отождествление понятия материи с определенными видами материи и с ее чувственно–воспринимаемыми формам, представление материи как о своеобразном строительном материале послужило основой для классической механики Ньютона. Законы механики распространили даже на человека как на своеобразную машину. Французский философ Поль Гольбах в труде «Система природы» определил материю как то, что действует на наши чувства, вызывая ощущения. Физики полагали, что они узнали о природе все. Однако на рубеже ХIХ и ХХ в связи с мощным развитием экспериментальных методов и измерительной техники были сделаны открытия, подрывавшие представления о неделимом атоме. События следовали одно за другим, поражая своей новизной и неожиданностью, создавая впечатление полного крушения предшествующих представлений, понятий и принципов. Сложность структуры атома показали открытия: катодных лучей (Крукс, Перен), открытие рентгеновских лучей Рентгеном в 1895 г. и открытие радиоактивности Беккерелем в 1986. Сначала Крукс, затем Томсон изучая прохождение электрического тока через газы обнаружили катодные лучи – отрицательно заряженные лучи–электроны. В 1895 году Рентген, изучая свойства катодных лучей обнаружил, что места стеклянной трубки, на которые попадает поток электронов, испускают Х–лучи – рентгеновские лучи с маленькой длиной волны ионизировавшие воздух ,легко проходившие через стекло, дерево, картон И, наконец, открытие явления естественной радиоактивности французским физиком Антуаном Анри Беккерелем. Взяв из коллекции соль двойного сульфата уранила калия, он проверял идею Пуанкаре, что рентгеновское излучение связано с флюоресценцией. Он проводил опыты на свету. Но погода была пасмурной, и Беккерель оставил подготовленные пластинки с образцами в темном шкафу. Когда 1 марта он решил проявить пластинки, на них четко обозначились силуэты образцов минералов. Минерал без предварительного освещения испускал невидимые лучи, действовавшие на фотопластинку через непрозрачный экран. За открытие явления естественной радиоактивности урана Анри Беккерель в 1903 году был удостоен Нобелевской премии. В 1897 году в изучение радиоактивности подключаются Мария Склодовская и Пьер Кюри, которые доказали, что открытое Беккерелем излучение присуще не только урану, но и торию, и открывают новый радиоактивный элемент радий, который в миллион раз активнее урана. что никак не укладывалось в представление об атоме как неделимом кирпиче мироздания. Одновременно Резерфорд и Содди изучают природу радиоактивных лучей и выявляют расщепление их в электромагнитных полях на 3 вида – альфа, бета, и гамма. Накопление фактов указывало на сложную структуру атома. Наконец, открытие в 1897 году Томсоном электрона в составе атома и обнаружение зависимости массы электрона от скорости (Абрагам, Кауфман), вызвало растерянность в среде ученых, ибо материя отождествлялась физиками с веществом, а характерным признаком вещества являлось наличие массы покоя. А появление в 1905 году статьи Эйнштейна «К электродинамике движущихся сред» подрывало представления об абсолютном пространстве и времени Ньютона. Первую простейшую модель строения атома предложил в 1904 году английский ученый Томсон. Атом состоит из положительно–заряженной материи, в которую вкраплены по всему объему электроны – «пирог с изюмом». Резерфорд предложил планетарную модель строения атома, в атоме есть ядро и электроны, вращающиеся по орбитам. Атом оказывался недолговечной структурой – из-за постоянного излучения энергии радиус орбиты электрона должен был уменьшаться и электрон должен был упасть на ядро. Противоречия в теории Резерфорда взялся устранить Нильс Бор. Он объяснил линейчатый характер спектров атомов тем, что у каждого атома свой набор стационарных орбит. В состав ядра атома входят протоны, от которых зависит положительный заряд ядра. Заряд ядра оказался важной характеристикой атома. В 1913 году показано, что заряд ядра совпадает с номером элемента в таблице Менделеева. Происходила поистине грандиозная революция в физике. Если до этих событий физики различали три вида реальности – материю, под которой понимали вещество, состоящее из атомов, подчиняющихся законам механики Ньютона, эфир – среду для передачи взаимодействия и электричество, то с обнаружением электрона в составе атома стала модной фраза – «материя исчезла, она свелась с электричеству». Развернулась философская дискуссия о сущности материи. Беркли – английский архиепископ, признавал существование вещей, чувственно воспринимаемых, каждая вещь суть собрание идей, т.е. ощущений. Существовать – значит быть воспринимаемым. Объект не существует без субъекта. По мнению Беркли – материя – это голая абстракция, «ничто» и от нее можно отказаться. Э.Мах – австрийский профессор механики и физики полагал, что вещи – суть комплексы элементов (элемент – термин из химии, но обозначающий нейтральность). Элементы делятся на физическое и психическое, и если человек ощущает поток тепла идущий от огня, то связь О–Т–Н– означает, что физическое–О–Т–неотделимо от психического. Подобные рассуждения встречаются и у швейцарского философа Р.Авенариуса – связь Я и не-Я –среды. И здесь не-Я неотделимо от Я. Для Маха – материя – лишь связь ощущений и неотделима от субъекта, от его восприятия. Будучи настроен резко критически, Мах писал: «Стоит вспомнить световые частицы Ньютона, атомы Демокрита и Дальтона, наконец, современные ионы и электроны. Мне кажется, что эти рискованные современные представления составляют шабаш ведьм». В дискуссию включились русские философы – А.Богданов и др., которым понравились работы Маха. Они перевели его работы с немецкого на русский и снабдили вступительными статьями, объявив Маха первым философом-естествоиспытателем ХХ века. В дискуссию включился и В.И.Ленин. В книге «Материализм и эмпириокритицизм», он дал критику Маха и поддержал точку зрения французского материалиста Гольбаха о том, что «материя есть то, что действует на наши органы чувств, вызывая ощущения», а «ощущения копируют, фотографируют объективную реальность, существуя независимо от нее». Определение материи Ленина было напрямую связано с основным вопросом мировоззрения– отношением субъекта к объекту. Современная наука о структуре материи Начиная свой курс по общей физике, американский физик, лауреат Нобелевской премии Ричард Фейнман (1918 – 1988) сказал: «Если бы в результате какой–то мировой катастрофы все накопленные научные знания оказались бы уничтоженными, и к грядущим поколениям живых существ перешла бы только одна фраза, то, какое утверждение, составленное из наименьшего количества слов, принесло бы наибольшую информацию? Я считаю, что это – атомная гипотеза…». Согласно атомистическому подходу Природа представляет собой систему уровней. Иерархию уровней различной организации, в которой элемент низшего уровня служит строительным материалом для последующего уровня. Современная наука охватывает огромное множество явлений действительности. Она способна оценить события, происшедшие до 20 млрд. лет назад в радиусе до 10 – 12 млрд. световых лет. С другой стороны, ей известны процессы, протекающие с характерным временем до 10–23 сек. и на расстоянии порядка 10–15 см. В исследовании общей структуры мира приняты следующие условные границы: 1. Мегамир (Метагалактика, сверхгалактики, звезды, космические тела – размеры 106 – 1028 см., временные масштабы до 1020 сек.). 2. Макромир (физические тела человеческих масштабов – размеры 10–2 – 108 см., временные масштабы от 0.1 сек. до десятков лет) 3. Микромир (молекулы, атомы, элементарные частицы – размеры 10–6 – 10–17 см, время до величин порядка 10–23 сек.). Следует отметить, что законы Мегамира во многом согласуются с законами микромира. Собственно звезды – «элементарные» составляющие колоссальных космических образований – галактик и сверхгалактик. Согласно научным гипотезам относительно космических объектов, называемых квазарами, позволяет отождествить их в известном смысле с элементарными частицами, ибо они способны рождаться из звезды, испытавшей гравитационный коллапс, сверхсжатие. Уместно напомнить в этой связи известное выражение польского писателя-фантаста С. Лема о том, что “природа сама себя кусает за хвост”. По-видимому, разрешение загадок строения Вселенной следует искать на пути изучения микромира, мира элементарных частиц. В настоящее время значительно углубились наши представления о структуре материи. В природе не существует абсолютно элементарных объектов, все физические объекты обладают множеством различных свойств и сложной внутренней структурой. В начале века было известно лишь 2 элементарных частицы – электрон и протон. Сегодня число элементарных частиц и античастиц насчитывает более 300. Общими характеристиками всех элементарных части является масса, время жизни, электрический заряд и собственный момент количества движения (он кратен величине 1/2h). Современная наука доказала, что микромир сложен по своей структуре, по своим связям и взаимодействиям. Ученые пытаются упорядочить имеющуюся информацию и построить таблицу элементарных частиц, подобную таблице Менделеева для предсказания существования новых частиц и обнаружения новых связей и взаимодействий. Среди фундаментальных достижений ядерной физики последней четверти ХХ века следует отметить следующие. В ноябре 1974 года физик Тинг открыл новую частицу – Ψ-частицу на Стэнфордском ускорителе заряженных частиц. А в июне 1975 года отечественные ученые совместно с учеными Европейского центра ядерных исследований открыли частицу – h-мезон. Любопытно, что для обозначения элементарных частиц, физики исчерпали до конца греческий алфавит, от альфа до омеги. Теперь в ходу латинский алфавит. У многих частиц существуют “двойники” – античастицы с той же массой, с тем же временем жизни, спином, другими основными параметрами, но отличающиеся знаками зарядов, например, электрических зарядов. Существование античастиц впервые было предсказано в 1928 году английским физиком – теоретиком П. Дираком. Характерной особенностью поведения античастиц при их столкновении (взаимодействии) с частицами является то, что они взаимно аннигилируют (уничтожаются). В 1964 г. американский физик Гелл-Манн и независимо от него швейцарский физик Цвейг выдвинули гипотезу, согласно которой все элементарные частицы построены из трех частиц, названных кварками. Кварки – гипотетические микрочастицы, которые могут иметь дробный электрический заряд и спин, равный Ѕ. Этим частицам приписываются дробные электрические заряды, равные +2/3,–1/3,–2/3 соответственно для каждого из трех кварков. Эти кварки обозначаются буквами u – от английского слова “up” (верхний), d – “down” (нижний) и s – “strange” (cтранный) или боковой. С открытием новых частиц появился новый – c–кварк (от английского “сharm” (очарованный). Он отличается от остальных кварков тем, что квантовое число С у него равно 1. В 1976 г. при объяснении свойств – ипсилон частицы пришлось ввести пятый кварк – b (“beauty” – прелестный). В 1994 г. выяснилось, что в Природе существует шестой массивный по масштабам микромира кварк, обозначаемый буквой t (“truth” – истинный). Таким образом, система кварков включает уже кварки шести сортов–ароматов (“flavour”), каждый из которых существует в трех цветовых разновидностях. Понятие цвета кварка было введено по ряду соображений, в частности, чтобы устранить противоречия с принципом Паули. Каждый кварк может существовать в трех формах – желтой, синей и красной, сочетание этих цветов дает “нулевой” белый цвет. Цвет кварка, подобно знаку электрического заряда стал выражать различие в свойствах, определяющих взаимное притяжение и отталкивание кварков. Окружающее нас вещество в конечном счете построено, по–видимому, из кварков и лептонов по следующей схеме: из кварков образуются барионы, из барионов – атомные ядра, из ядер и электронов – атомы, из атомов – молекулы, из молекул – живые организмы и т.д. По мнению американского физика-теоретика Дайсона достаточно точную теорию ядерных сил и взаимопревращений частиц можно построить не ранее, чем через 100 лет. Образно говоря по современным представлениям, мы знаем ядерное поле, как знает анатомию художник, а должны знать, как знает ее врач. История науки имеет пример подлинно научной классификации – периодический закон Менделеева. Этот закон был открыт за полвека до того, как удалось обосновать его с помощью квантовой механики, т.е. на основе фундаментальной физики. Подобный успех, по–видимому, впервые выпал на долю Гелл-Манна. Поучительна, кстати, история кварковой гипотезы. Гелл-Манн анализировал группу из 10 частиц, или декуплет. Экспериментально были известны 9 частиц. Предсказание относилось к десятой частице. Можно изобразить декуплет в форме треугольника. Четыре частицы образуют основание треугольника или квартет, выше располагаются три частицы – триплет, еще выше две частицы – дуэт и на вершине треугольника находится одна частица – симплет. Частица в вершине треугольника была теоретически предсказана и открыта, за что Гелл-Манн удостоился звания “физика номер один ХХ века”. Имя открытой частицы – Ω––гиперон. После первых ошеломляющих успехов дело пошло гораздо медленнее. Поэтому пакистанский физик А. Салам в одной из книг поместил карикатуру на физиков, которые слагают перевернутую пирамиду с основанием – в виде одной частицы Ω––гиперон. Однако физиков не смущают трудности. Важно, что кварковая модель давала простую и наглядную интерпретацию. Название частиц пришло в теоретическую физику случайно, из фантастического романа ирландского писателя Джеймса Джойса “Поминки по Финнегану”. Герою романа представляется, что он – король Марк из средневековой легенды. Он преследует своего племянника Тристана на корабле, над которым все время кружатся чайки, которые кричат “три кварка для мистера Марка”. Эта тема послужила Гелл-Манну основанием для того, чтобы дать имя новым гипотетическиим частицам. Слово “кварк” в переводе означает чепуху или бесы. Этот смысл и был воспринят Гелл-Манном. Современная физика значительно приблизилась к исследованию структуры элементарных частиц. По иронии судьбы элементарными были названы частицы, имеющие сложнейшую структуру. Эти частицы способны к взаимопревращениям, в процессе которые возникают так называемые “виртуальные” частицы, составляющие “фонд обмена” внутри всех частиц. Согласно современным исследованиям элементарная частица, например нуклон, изображается в виде остова, керна, окруженного “шубой” из виртуальных пи-мезонов. В известном смысле можно сказать, что любая частица составлена из ряда других. Сформировалось два подхода к построению теории элементарных частиц – “аристократический” и “демократический”. Согласно аристократическому подходу налицо определенная элита, избранные частицы, из которых составлены все остальные. Согласно демократическому подходу все частицы равноправны (гипотеза зашнуровки). Наконец, к теории элементарных частиц предъявляют требования оригинальных вплоть до “сумасшедших” (crazy) идей. Так, оценивая результаты дискуссии по теории поля, данной Вернером Гейзенбергом для разъяснения структуры элементарных частиц, Нильс Бор сказал: “Мы все присутствующие согласны, что Ваша теория сумасшедшая. Вопрос, который нас разделяет, настолько ли она сумасшедшая, чтобы иметь шанс быть правильной.” Очевидно, термин “сумасшедшая теория” не стоит понимать однозначно как стремление физиков к оригинальности мышления, во что бы то ни стало. Сложность, необычность открытых явлений требует нового подхода к их объяснению, требует новых идей для правильного его отражения. Следует ожидать, что следующий шаг в познании структурных уровней материи потребует качественно отличных теоретических концепций. Построение теории элементарных частиц не станет последним словом науки в изучении структуры материи. Материя неисчерпаема и неисчерпаемость ее состоит в бесконечном многообразии ее форм и свойств как в целом, так в отдельных проявлениях. Проблема движения Какие объекты мы ни взяли – планеты, звезды, галактики, живые организмы – все они находятся в непрестанном развитии и изменении. Возможны три позиции относительно связи материи и движения. Первая – концепция И.Ньютона – «Материя без движения» – Материя находится в равном самому себе состоянии и «заряжена» механической силой. Под действием внешней механической силы мир переходит от статики к динамике. Предполагается в качестве источника движения – внешняя механическая сила и далее– божественный первотолчок. Другая концепция – В.Оствальда – Движение без материи. Возможно чистое движение, без материального носителя. Не материя, считает Оствальд, а энергия является единственной субстанцией– основой всего существующего. Природные, общественные и психические явления сводятся к различным состояниям энергии. Энергия – общая мера различных форм движения – значит возможно сведение всего существующего к движению, возможности существования движения без материи. Третья позиция– Движение признается неотъемлемым атрибутом материи. Покой рассматривается как относительный момент в движении, как условие дифференциации материи. Движение рассматривается как всякое изменение вообще. Источник движения – в самом объекте. Движение рассматривается как противоречие – прерывного и непрерывного, устойчивости и изменчивости. Рассмотрим метафизическую концепцию – «тепловую смерть Вселенной» Р.Клазиуса. Рудольф Юлиус Клаузиус – немецкий физик, сформулировавший второе начало термодинамики: «Теплота не может переходить сама собой от более холодного тела к более теплому» (О движущей силе теплоты (1850). Второе начало термодинамики имеет в науке о закономерностях теплового движения такое же значение какое закон сохранения энергии в механике. Именно благодаря ему доказана невозможность создания вечного двигателя второго рода. Клаузиусу принадлежит метод средних величин, что послужило основой статистической физики. Но он совершил ошибку, послужившую почти столетие не прекращавшихся дискуссий о тепловой смерти Вселенной. Клаузиус ввел понятие энтропии—характеристики теплового состояния тела– показатель того, в какой степени различные виды энергии превратились в тепловую. Ученый установил, что в обратимых процессах энтропия не изменяется, а в необратимых возрастает. Это справедливо для замкнутых систем, а для бесконечной Вселенной приводит к идее тепловой смерти Вселенной. Это неверно. Теория рассеяния носит статистический характер. Критику дал Больцман и др. Рассматривается три варианта движения – по восходящей – прогресс, по нисходящей – регресс– и без нисходящей и восходящей.. Первый тип движения является развитием. Бутаков считает, что категория движения шире категории развития. Штракс считал, что развитие шире, чем движение, ибо включает направленность. Некоторые авторы, например, Солопов– отождествляют движение и развитие. Движение есть противоречие – единство абсолютного и относительного, дискретного и непрерывного, устойчивости и изменчивости. Изменчивость – смена свойств, состояний и отношений в материальных и идеальных системах. Устойчивость – их сохранение. Так, эволюция не есть лишь изменчивость – способность организма к изменениям последовательности нуклеотидов на нитях ДНК к сокращению или удлинению этих нитей, к образованию признаков для отбора. Эволюция – и устойчивость – наследственность, способность к передаче потомству чередования аминокислот в полипептидных цепях белков. Понятие «Форма движения материи» принадлежит Энгельсу. Раньше в литературе использовалось понятие сила – физическая, мускульная, витальная (жизненная), сила химического сродства молекул. Форма движения материи – организация устойчивых связей между взаимодействующими материальными объектами. Итак, каждому объекту действительности присуще неотъемлемое свойство – движение. Движение выражает имманентную активность объекта или по словам мыслителя 17 в. Якоба Беме стремление, жизненный дух, напряжение или «муку материи». Исторически сложились две традиции. Первая – представлена Аристотелем, Фихте, Гегелем – материя пассивна, форма – активное организующее начало. Другая – английский материалист 18 в. Толанд – ни один объект не лишен движения. Движение есть само противоречие. 1. Противоречие устойчивости и изменчивости Кратил абсолютизировал представление о текучести и заявлял, что и единожды нельзя войти в одну и ту же реку. 2. Противоречие прерывности и непрерывности. Знаменитые апории Зенона – «Летящая стрела покоится» «Быстроногий Ахиллес никогда не догонит черепаху» – абсолютизация свойства прерывности ведет к признанию, что движение – есть сумма состояний покоя.
Классификация типов движения:
а. Движение элементарных частиц и полей – гравитационных, слабых, сильных, электромагнитных б. Движение атомов, молекул в. Движение макротел г. Движение космических объектов а. Процессы обмена макромолекул б. Микроорганизмов одноклеточных и многоклеточных в видов г. биосфера Существуют разные основания классификации типов движения – по размерам – микро– и макрообъекты, по природе – неживые и живые и т.д. Обсуждается статус механической и геологической форм движения – механическая не самостоятельная, она – сателлит спутник всех форм движения. Возникают науки на перекрестке различных форм движения со своим специфическим предметом. У каждой формы движения есть свой материальный носитель. Электромагнитная – электрон, химическая – атомы, биологическая – белок, ДНК. Важен принцип субординации – от низших форм к высшим, несводимость высших форм к низшим. Каждая форма движения изучается соответствующей наукой. А.Камю считал, что каждый век имел науку – лидера. 17 век был веком математики, 18 – веком физики, 19 – веком биологии, а 20 век является веком ... страха. В настоящее время три области естествознания – физика, астрономия и биология развиваются быстрее остальных. Их развитие сопровождается большим числом открытий, решением многих загадок. Лидер – это наука, становящаяся ареной глобальной научной революции. Лидер – это наука, в концептуальном ключе которой идет развитие смежных и даже более отдаленных от нее наук, это наука, выступающая по отношению к другим как донор, в меньшей степени как акцептор, наука, со стороны которой идет поток идей и методов в другие области науки. До последних десятилетий 19 века это относилось к механике, а затем к физике, не утратившей этого амплуа и сегодня. Например, физика – лидер по отношению к химии, ибо квантовая механика – ключ для решения проблем химической связи, кинетики и катализа реакций. Лидером была и физика элементарных частиц. В настоящее время лидерство перешло к комплексу наук, изучающих человека. Концепции пространства и времени Исторически сложились две основные концепции пространства и времени в философии и науке – субстанциальная и реляционная. Субстанциальная концепция представлена классическим естествознанием. Так, согласно И.Ньютону пространство – громадный ящик без стенок, некий аквариум, в который помещены все тела, а время – поток, в который погружены все процессы. Пространство и время существуют независимо от объектов, наряду с ними. Как образно выразился немецкий математик Герман Вейль – пространство – казармы, которые существуют независимо от того, находятся в них солдаты или нет. Пространство – это отношения взаимного сосуществования протяженных объектов, а время – длительность существования вещей и событий, последовательность их чередования. В книге «Математические начала натуральной философии» Ньютон писал: «Абсолютное, истинное, математическое время само по себе и по самой 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, совершаемая при посредстве какого–либо движения мера продолжительности, употребляемая в обыденной жизни вместо истинного математического времени, как–то час, день, месяц и т.д.». Абсолютное время и пространство Ньютона никак себя не проявляли, поэтому физики оперировали относительным пространством и временем. Взгляды Ньютона критиковались его современником Лейбницем, который указывал на относительный характер времени и пространства, называя пространство порядком сосуществования, а время порядком последовательностей и утверждал, что они в отрыве от вещей – ничто. Пространство и время могут зависеть от состояния субъекта, что в свое время подметил И.Кант, понимавший под пространством и временем априорные формы человеческого созерцания. Согласно Канту пространство и время подобны стеклам в очках, восприятия окрашены нашими субъективными представлениями о пространстве и времени как цвет предмета изменяется благодаря цветным стеклам. Классификация пространства и времени в современной науке 1. Реальное пространство и время – это свойства и отношения в сфере объективной реальности. 2. Перцептуальное пространство и время (от лат. perceptus – восприятие) – это пространство и время, отраженные на первой ступени познания – с помощью органов чувств. 3. Концептуальное пространство и время (от лат. conceptus – понятие) – это логические модели пространства и времени, например фазовое, n–мерное и др. Свойства пространства и времени – микроскопические на уровне микрообъектов в физике и макроскопические – биологическое, психологическое, социальное пространство и время. Метрические свойства – количественная протяженность пространства и длительность времени. Имеется определенный эталон длительности. Топологические свойства – качественная характеристика, например необратимость времени. Фактическая необратимость имеет обоснование в реальном мире, номологическая необратимость имеет обоснование в законах науки. В реальном мире налицо “стрела времени” – направление времени отражено модусами “прошлое – настоящее – будущее”. В физике же законы безразличны к знаку времени, формулировки этих законов, например законов механики Ньютона, допускают инверсию. В фундаментальной физике используются многомерные пространства: фазовое, импульсное, конфигурационное, , изотопическое. Реальное пространство – неоднородно и анизотропно, в физике пользуются модельными представлениями об однородном и изотропном пространстве. Однородности времени соответствует закон сохранения энергии, однородности пространства – закон сохранения импульса, а изотропности пространства – закон сохранения момента импульса. Наряду с физическим пространством – временем целесообразно также выделить биологическое, психологическое и социальное пространство – время, изучение которых относится к числу основных объектов исследования современной науки. Биологическое время. Биологическое время, «время живого» впервые последовательно исследовал по–видимому, В.И.Вернадский. С применением принципа симметрии он идентифицировал:
Временная ориентация организмов базируется на ?биологических часах. Вращение Земли вокруг своей оси обусловливает смену дня и ночи и одновременно многообразие биологических процессов. Существование биологического времени объясняется тем, что протекающие в каждом живом организме биологические процессы имеют определенный ритм течения, определенное следование состояний. Биологические часы? позволяют понять например, миграцию рыб, перелеты птиц к местам гнездования, источникам пищи и многие другие явления. Биоритмы характерны и для человека. Физиологический цикл имеет длительность 23 дня, эмоциональный – 28, интеллектуальный – 33. По внутренним биологическим часам люди делятся на утренний и вечерний типы – сов и жаворонков. Если сон человека длится в среднем 8 часов, то при средней продолжительности жизни – порядка 20 лет уходит на сон. Психологическое время. Психологическое время тесным образом связано с особенностями восприятия человеком длительности физического времени, зависит от состояния человека, от характера его деятельности. Если человек увлечен деятельностью, то этот тип времени как бы ускоряется, и наоборот становится вяло текущим («замедленным») при скучном занятии. Отсюда физик Эрнст Мах делал вывод о субъективности времени. Восприятие времени происходит за счет органов чувств. И. Сеченов считал, что время воспринимается ухом, а пространство – глазом и кожей. Принципиально у человека физический возраст может не соответствовать психологическому восприятию событий. Социологи называют социальным временем и пространством события, обусловленные общественным бытием и общественными отношениями. Бесконечность пространства и времени. Герман Вейль считал, что ни одна проблема не волновала так человеческую душу как проблема бесконечности. Гегель утверждал, что мир нигде не заколочен досками. Он придерживался «дурной бесконечности» – неограниченного повторения количественной меры пространства и времени. Отечественный ученый Фридман писал, что Вселенная не статична – “она или сжимается или расширяется. Когда звезда остывает – она переживает гравитационный коллапс”. Гравитационное поле настолько велико, что не позволяет фотонам выйти наружу – звезда становится невидимой, превращается в черную дыру. Такие объекты физики наблюдали в созвездии Лебедь Х1. В отличие от фундаментальной физики, в литературе и искусстве время гипостазируется – его можно беречь, тратить, убивать, проигрывать. Категории будущего отражены в фантастических романах Уэллса. А музыку относят исключительно к временным искусствам. Космологические модели Вселенной Космология занимается изучением Вселенной на огромных расстояниях – порядка до 1030 см и на интервалах времени до 101 сек. Первые космологические модели, по–видимому, принадлежали Птолемею и Копернику. Они рассматривали, по существу, только Солнечную систему. Кеплер в своих моделях «помешал звезды» на некоей «твердой звездной сфере». Бруно отстаивал идею бесконечности Вселенной и миров (звезд). С установлением механики Ньютона предпочтительной становится модель бесконечной Вселенной. Уже Галилею удалось экспериментально доказать сложную структуру Млечного Пути. Галактика (от греч. galaktikos – молочный, млечный, gala – молоко) –обширная звездная система, к которой принадлежит Солнце и вся наша планетная система вместе с Землей. По современным расчетам, диаметр Галактики достигает 1023 см и содержит многие миллионы звезд. Установившаяся в XIX веке стационарная, однородная, евклидовая космологическая модель Вселенной быка не свободна от противоречий. Толчок к развитию космологии на основе новых идей и представлений дала общая теория относительности Эйнштейна. Общая теория относительности обобщила ньютоновскую теорию тяготения, устранив противоречие с принципом конечности скорости распространения любых взаимодействий. При этом, по существу, произошел отказ от одного из кардинальных оснований стационарной космологической модели Вселенной — от ее эвклидовости. Согласно модели Эйнштейна, Вселенная представляет собой замкнутое трехмерное пространство – трехмерную сферу, объем которой конечен и не изменяется во времени. Эйнштейн попытался связать радиус кривизны R и среднюю плотность вещества р. Однако уравнения для гравитационного поля (с введением метрического тензора) не имеют соответствующего решения. Оказалось, что Вселенная нестационарна – ее свойства меняются во времени. Но правильным применением общей теории относительности к космологии оказались работы отечественного ученого А.А.Фридмана, который в 1922 году предложил нестационарное решение уравнения тяготения, где метрика рассматривалась как меняющаяся со временем (теория расширяющейся Вселенной). В 1929 году американский астроном Э.Хаббл обнаружил, что в спектрах далеких галактик спектральные линии смещены к длинноволновому красному концу. Таким образом, предсказанная А.А.Фридманом нестационарность Вселенной была подтверждена установлением красного смещения (согласно эффекту Допплера). В рамках модели Фридмана вопросы о конечности и бесконечности пространства и времени становятся эмпирически доказуемыми. Нестационарная модель Фридмана может характеризоваться как положительной (закрытая модель), так и отрицательной кривизной (открытая модель), может иметь как одну особую точку (начало расширения), так и множество точек. В последнем случае возможна смена «разбегания» галактик на «сбегание», т.е. это модель пульсирующей Вселенной, которая определяет порядок «возраста Вселенной», т.е. промежуток времени, протекший от начала расширения до наших дней Расширение Вселенной предположительно началось с сингулярного состояния (когда любые две точки в наблюдаемой ныне Вселенной были сколь угодно близки друг к другу, а плотность вещества бесконечна) так называемым Большим взрывом. Итак, проблемы космологии напрямую связаны с концепциями пространства и времени в науке и, в свою очередь, стимулируют дальнейшие исследования в области философии, все более отчетливое осмысление существа ее основных проблем. |
Похожие:
 | Конкурс на замещение должностей научно-педагогических работников... ... | | Учебник для вузов. Спб.: Питер, 2008. 583 с: ил. (Серия «Учебник для вузов») ... |
| Учебному курсу подготовки к сдаче кандидатского экзамена по истории... Российской Федерации в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений | | Учебник для вузов / Под ред. Г. С. Никифорова. 2-е изд., доп и перераб.... Учебник предназначен для студентов и преподавателей факультетов психологии университетов, а также для специалистов, занятых на практике... |
| Методические рекомендации по изучению курса «поиск информации в сети... «Поиск информации в сети Интернет для использования в процессе обучения». Учебно-методическое пособие для самостоятельной работы... |  | Учебник для студентов вузов / под ред. А. С. Прудникова, Юнити Дана,... Конституционное право России: учебник. – 4-е изд./ Е. И. Козлова, О. Е. Кутафин. М.: Проспект, 2010. – 608 с |
| Аннотация дисциплины по выбору для студентов 1-3 курсов Университета итмо Дисциплина реализуется для студентов 1-3 курсов всех факультетов Университета итмо кафедрой истории гуманитарного факультета | | Аннотация рабочей программы Целью данного курса является ознакомление студентов с различными аспектами современного естествознания, раскрытие в доступной форме... |
| Вывод информации 2 Переменные 2 ... | | Пол Экман психология лжи ... |
| Государственный стандарт республики Беларусь Учебник предназначен для студентов и преподавателей факультетов психологии университетов, а также для специалистов, занятых на практике... | | Бюллетень новых поступлений: Сентябрь 2010г Учебник предназначен для студентов тех институтов и факультетов иностранных языков, в которых курс практической грамматики читается... |
| Английский язык в сфере профессиональной коммуникации Автор: ст преподаватель, кафедры иностранных языков естественнонаучных факультетов Туркина Л. Л | | Лекции проходили в трех форматах: 1) академическая для студентов... В 2007 году состоялось 9 лекций обзорного характера, затрагивающих следующий круг вопросов |
| I. Общие дифференциально-психологические аспекты профессиональной деятельности 10 глава 1 ... | | Аннотация рабочей программы дисциплины (модулей) История Сахалинской области Рекомендуется для социально-гуманитарных, технических, естественнонаучных и экономических направлений подготовки |
