Главная » Бесплатные рефераты » Бесплатные рефераты по концепции современного естествознания »

Свойство пространства и времени с точки зрения современной науки

Тема: Свойство пространства и времени с точки зрения современной науки

Раздел: Бесплатные рефераты по концепции современного естествознания

Вуз: ВЗФЭИ

Год и город: Челябинск 2010

План контрольной работы:

1. Введение 3

2. Характеристики пространства и времени с позиции современного научного познания 4

3. Межнаучный характер пространственно- временных представлений в современной науке 7

4. Значения понятий пространства и времени для гуманитарных наук 11

5. Заключение 15

6. Список литературы 16

Введение

Представленная работа посвящена теме «Свойство пространства и времени с точки зрения современной науки». Проблема данного исследования носит актуальный характер в современных условиях, так как представления о времени пронизывают человеческую культуру на всем протяжении ее развития. Временность и вечность - вот мотивы, которых не избежал ни один крупный мыслитель, будь он философом, художником или ученым. Трактовка времени неразрывно связана с самыми фундаментальными представлениями о действительности - с трактовкой бытия, смысла жизни, основ всей человеческой деятельности, как познавательной, так и практической.

Целью работы является рассмотреть «Свойство пространства и времени с точки зрения современной науки».

Задачи контрольной работы:

Показать сущностные характеристики пространства и времени с позиции современного научного познания.
Выяснить межнаучный характер пространственно – временных представлений в современной науке.
Показать значение понятий пространства и времени не только для естественных, но и для гуманитарных наук.

Источниками информации для написания работы по теме "Свойство пространства и времени с точки зрения современной науки " послужили базовая учебная литература, фундаментальные теоретические труды крупнейших мыслителей таких как: Клавдий Птолемей, Галилео Галилей, Исаак Ньютон, Гейзенберг Вики, Нильс Бор, Альфред Геттнер, Владимир Иванович Вернадский и великим ученым Альбертом Эйнштейном, статьи и обзоры в специализированных и периодических изданиях, посвященных тематике данной работы, справочная литература, прочие источники информации.

Характеристики пространства и времени с позиции современного научного познания

Важнейшими формами бытия материи являются пространство и время. Пространство есть категория для обозначения протяженности и структурности всех материальных объектов. Время есть категория для обозначения длительности существования и последовательности смены состояний всех материальных объектов. Опираясь на сказанное, можно дать следующие определения:

Пространство–это отношения взаимоположения объектов, сосуществующих в некоторый момент времени;

Время – это отношения последовательности объектов, сосуществующих в некоторой точке пространства.

К свойствам пространства относят:

Протяженность - рядоположенность, существование и связь различных элементов (точек, отрезков, объемов и др.), возможность прибавления к каждому данному элементу некоторого следующего элемента либо возможность уменьшения числа элементов. Протяженность тесно связана со структурностью материальных объектов, обусловлена взаимодействием между составляющими тела элементов материи. Непротяженные объекты не обладали бы структурой, внутренними связями и способностями к изменениям, из них не могли бы образовываться никакие системы.
Трехмерность - общее свойство пространства, обнаруживающееся на всех известных структурных уровнях, органически связано со структурностью систем и их движением. Все материальные процессы и взаимодействия реализуются в пространстве трех измерений (длина, ширина, высота). В одномерном или двумерном пространстве (линия, плоскость) не могли бы происходить взаимодействия частиц и полей. Три измерения являются тем необходимым и достаточным минимумом, в рамках которого могут осуществляться все типы взаимодействий материальных объектов.
Изотропность и неоднородность пространства. Изотропность означает отсутствие выделенных направлений (верха, низа и других), независимость свойств тел, движущихся по инерции, от направления их движения. Полная изотропность присуща лишь вакууму, а в структуре вещественных тел проявляется анизотропия в распределении сил связи. Они расщепляются в одних направлениях лучше, чем в других. Точно также полная однородность свойственна лишь абстрактному евклидному пространству и является идеализацией. Реальное пространство материальных систем неоднородно, различается метрикой и значениями в зависимости от распределения тяготеющих масс.

«Небытия нет! Пустоты нет! Повсюду тела, которые движутся на незыблемой основе Пространства. Будь Пространство ограничено, оно было бы уже не пространством, а телом, — вот, почему у него нет пределов»Гюстав Флобер

К свойствам времени относят:

Длительность - выступает как последовательность сменяющих друг друга моментов или состояний, возникновение за каждым данным интервалом времени последующих. Длительность предполагает возможность прибавления к каждому данному моменту времени другого, а также возможность деления любого отрезка времени на меньшие интервалы. Длительность обусловлена сохранением материи и ее атрибутов, единством устойчивости и изменчивости в мире. Никакой процесс в природе не может происходить сразу, мгновенно, он обязательно длится во времени, что обусловлено конечной скоростью распространения взаимодействий и изменения состояний. Аналогично протяженности пространства длительность относиться к метрическим свойствам. Отсутствие же всякой длительности, связанное, например, с состоянием материи типа сингулярности (объект с бесконечной плотностью, гравитационным полем и точечными размерами), означало бы, что материя в этом состоянии не обладает способностью к сохранению и последовательной смене состояний, что равносильно отрицанию всякого материального бытия.
Необратимость времени – общее свойство времени, означающее однонаправленное изменение от прошлого к будущему. Прошлое порождает настоящее и будущее, переходит в них. К прошлому относятся все те события, которые уже осуществились и превратились в последующие. Будущие события – это те, которые возникнут из настоящих и непосредственно предшествующих им событий. Настоящее охватывает все те объекты, системы и процессы, которые реально существуют в данный момент и способны к взаимодействию между собой. Взаимодействие возможно лишь при одновременном сосуществовании объектов. Объекты, существовавшие в прошлом, но перешедшие в другие последующие состояния материи, уже недоступны никакому воздействию. Воздействовать на прошлое физически невозможно, можно только изменить представление о прошлом в сознании реально существующих людей. На отдаленное будущее тоже нельзя воздействовать, пока оно не возникнет, поскольку реально оно еще не существует. Воздействовать можно на события настоящего и на те ближайшие события будущего, которые из них непосредственно вытекают. Можно сказать, что настоящее – это миг между прошлым и будущим.
Одновременность времени проявляется в линейной генетически связанных между собой. Если для определения положения тела в пространстве необходимо задать три координаты, то для определения времени достаточно одной. Если бы время имело не одно, а два, три и больше измерений, то это означало бы, что параллельно нашему миру существуют аналогичные и никак не связанные с ним миры - двойники, в которых те же самые события разворачивались бы в одинаковой последовательности.
Однородность времени проявляется в неизменности физических законов с течением времени: любой опыт поставленный в одинаковых условиях и в разное время, дает одинаковые результаты. С однородностью времени связано сохранение энергии.

«Время возникло вместе с миром. Оно, стало быть, принадлежит этому миру, и поэтому в то время, когда не существовало Вселенной, не было никакого времени»Гейзенберг Вики

Поскольку пространство и время неотделимы от материи, правильнее было бы говорить о пространственно-временных свойствах и отношениях материальных систем. Но при познании пространства и времени ученые часто абстрагируются от их материального содержания, рассматривая их как самостоятельные формы бытия. Обычно выделяют всеобщие и специфические свойства пространства и времени, а также исследуют особенности пространства и времени в микромире и мега мире. К всеобщим относятся такие пространственно-временные характеристики, которые и неразрывно связаны с другими ее атрибутами. Специфические, или локальные, свойства проявляются лишь на определенных структурных уровнях, присущи только некоторым классам материальных систем.

Ко всем общим свойствам пространства и времени относят:

1. Их объективность и независимость от человеческого сознания и сознания всех других разумных существ в мире, если такие есть.

2. Абсолютность – пространство и время являются универсальными формами бытия материи, проявляющимися на всех ее структурных уровнях.

3. Неразрывная связь друг с другом и движущейся материей. Это делает пространство и время относительными.

4. Единство прерывности и непрерывности в их структуре – наличие отдельных тел, фиксированных в пространстве и времени при отсутствии каких-либо «разрывов» в самом пространстве-времени. Таким образом, это свойство проявляется в характере перемещений тел от точки к точке, в распространении воздействий через различные материальные поля, которые происходят по принципу близкодействия.

5. Количественная и качественная бесконечность, связанная со структурной бесконечностью самой материи. Во Вселенной невозможно найти такое место, где бы отсутствовали пространство и время. Всюду, где есть взаимодействие и движение материи, сосуществование и связь ее элементов, обязательно есть пространство и время. Всюду, где имеется сохранение материи, длительность ее бытия и последовательность смены состояний, будет время, включающее в свое содержание все эти процессы, и пространство, в котором эти процессы происходят.

«Нет пространства и времени, а есть их единство»Альберт Эйнштейн

Межнаучный характер пространственно-временных представлений в современной науке

Фактом современной познавательной ситуации является то, что категории пространства и времени широко используются не только в естествознании, но и во вненаучных типах знания.

Появление живой природы также было связано с формированием специфического типа ее пространственно-временной организации. Возникает особое, биологическое пространство и время, как бы вписанное во внешнее по отношению к нему пространство-время неживой природы. Особенности биологических пространственно-временных структур проявляются на разных уровнях организации живого. Пространственную организацию живых молекул характеризует асимметрия «левого» и «правого» в группировках атомов. Большинство органических молекул может существовать в двух формах, отличающихся пространственной ориентацией одних и тех же группировок атомов, причем форме с «правосторонней» группировкой соответствует зеркальная ей «левосторонняя» форма. Что же касается живых систем, то в составляющих их молекулах имеются только «левосторонние» формы.

Хотя эта особенность пространственных характеристик живых систем известна уже давно, она не получила пока общепринятого объяснения. Еще Л. Пастер считал, что асимметрия является результатом действия каких-то внешних природных факторов, к которым приспосабливалась жизнь. Неравенство правизны и левизны проявляется не только на молекулярном уровне, но и на уровне организмов, выражаясь в их строении и динамике. Существует не только симметрия, но и асимметрия в строении органов, в композиции частей тела сложных организмов. Такое сочетание симметрии и асимметрии обеспечивает активно-приспособительные реакции организмов, разнообразие движений и функций, необходимое для их выживания.

«Человек — это часть целого, которое мы называем Вселенной, часть, ограниченная во времени и в пространстве. Альберт Эйнштейн»

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 квантово- механических 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 сбудущим 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.

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.

«Энергия любит материю, но изменяет ей с пространством во времени. Нильс Бор»

В географии с помощью понятия пространства удачно схватываются единство 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.Геттнера. 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 критиковалась сторонниками материалистической диалектики. С их зрения хорологическая концепция имеет ряд существенных недостатков. Главными недостатками являются следующие:

1) То, что при всей значимости пространственного подхода в географических исследованиях его нельзя возводить в ранг основного предмета географии;

2) В хорологической концепции пространство отрывается не только от материи, но и от движения, а все особенности пространственного соотношения компонентов системы как раз и определяются именно движением, их взаимодействием;

3) Происходит отрыв пространства от времени, в то время как география относится к числу основных наук, которые изучают конкретные формы движения материи и свойственные ей пространственные и временные отношения .

«История есть география во времени, а география — история в пространстве. Альфред Геттнер.»

Значения понятий пространства и времени для гуманитарных наук

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.

Границы хронотопического анализа не ограничиваются пределами искусства и литературы. Во всякой области мышления, включая и науку, мы имеем дело со смысловыми моментами, и чтобы войти в наш опыт, они должны принять какое-либо пространственно-временное выражение, то есть принять знаковую форму, слышимую и видимую нами.

Художественное пространство и время являются неотъемлемым свойством любого произведения искусства, включая музыку, литературу, театр и др. Литературные хронотопы имеют, прежде всего, сюжетное значение, являются организационными центрами основных описываемых автором событий. Несомненно, также изобразительное значение хронотопов, поскольку сюжетные события в них конкретизируются, а время и пространство приобретают чувственно-наглядный характер.

Невозможно отождествить художественное пространство и художественное время с простым воспроизведением в искусстве реально существующего пространства и времени, представлением об изобразительном искусстве как размещении художественных форм в научно фиксируемом трехмерном пространстве. Художественное пространство и время не описываются чистой математикой, не должны пониматься как воспроизведение физически-технического пространства и времени.

Каждый писатель осмысляет время и пространство по-своему, наделяя их собственными характеристиками, отражающими мировоззрение автора. Определённые характеристики реального пространства и времени одними из них игнорируются, другими – гиперболизируются. В итоге художественное пространство, создаваемое писателем, не похоже ни на какое другое художественное пространство и время, а тем более – на реальное.

Психологическое пространство и время 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.

Социальное пространство-время связано с протяженностью и пространственностью социальных объектов, соответствующих социальной форме движения материи, которая возникает только с появлением человеческого общества. Социальное пространство обладает особым человеческим смыслом. Оно функционирует разделенным на ряд подпространств, взаимосвязанных с развитием общества. Со сменой общественно-экономических формаций меняются и формы социального пространства, особенности которых отражаются в мировоззрении человека данной исторической эпохи. Социальное время, вписываясь во внешнее по отношению к нему время природных явлений, является внутренним временем общественной жизни. Социальное время можно рассматривать как меру изменчивости общественных процессов, социальных преобразований в жизни людей.

Таким образом, социальное пространство-время может рассматриваться как качественно новая форма организации биологического пространства-времени, которая обеспечивает целенаправленное развитие общества в интересах человека и его будущего.

Социальная пространственно-временная структура, безусловно, возникает в результате совершенствования и самоорганизации биологического пространства-времени. Как отмечает В.И. Вернадский, согласованное с природой развитие общества, ответственность и за природу и за ее будущее потребует специальной организации общества, создания специальных структур, которые будут способны обеспечить это совместное согласованное развитие.

«Нет единого социального времени с единым и простым течением, но есть социальное время с тысячью замедлений, которое почти не связано с однодневным временем хроник и традиционной истории. БродельФернан.»

В философском аспекте вопросы пространства-времени связаны с

существованием неисчерпаемого множества видов материи и форм ее движения, каждой из которых соответствует своя пространственно- временная структура. Пространство и время, обусловленные движущейся материей, могут образовывать множество пространственно-временных форм. В то же время философская категория пространства является абстрактным обобщением, выделением всеобщих свойств и закономерностей каждого реального пространства в нашем восприятии.

Таким образом, все пространственно-временные структуры оказываются взаимосвязанными между собой. И более детальный анализ указанных взаимосвязей даст возможность более глубоко изучить и осмыслить такие сложные философские категории, как пространство и время.

В истории имеются те центрированные группы, которые растут и стареют; группы, в которых возникают органы аналогично тому, как это происходит в измерении самосознания. Тем самым история включает время и пространство, определяемые ростом и самосознанием. История и детерминирует жизнь в измерении духа, и детерминируется ею во взаимозависимости. В истории творческий акт духа (а вместе с ним — время и пространство духа) присутствуют всегда.

Однако историческое время и пространство выявляют качества и помимо временных и пространственных качеств, предшествующих измерений. Прежде всего, в истории время начинает доминировать над пространством так же, как в неорганической сфере пространство доминирует над временем. Однако отношение этих двух крайностей не является от ношением простой полярности: в истории потенциальности неорганического становятся актуальными, а потому актуализированная историческая сфера включает в себя актуализированную неорганическую сферу, но не наоборот.

"Стремление человечества к знанию является для нас достаточным оправданием, чтобы продолжать поиск. А наша конечная цель никак не меньше, чем полное описание Вселенной, в которой мы обитаем. Стивен Уильям Хокинг."

Заключение

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

Пространство и время имеют объективный характер, неразрывно связаны друг с другом, бесконечны. Универсальные свойства времени - длительность, не повторяемость, необратимость; всеобщие свойства пространства - протяженность, единство прерывности и непрерывности.

Пространство и время принадлежат к числу категорий, разработка которых имеет большое значение для развития науки. Множество естественных наук изучаю пространство и время как одно целое. Все науки связаны между собой, и не могут существовать отдельно друг от друга.

Пространство и время тесно связано не только с естественными науками, но и с гуманитарными. Интерес гуманитарного познания состоит не в точности познания, а в глубине проникновения.

Таким образом, задачи контрольной работы выполнены, и суть контрольной работы раскрыта.

Список используемой литературы

«Философская Энциклопедия». В 5-х т. – М.: Издательство "Большая Советская Энциклопедия", 1960–1970г
«Что такое пространство и время» Большая Советская энциклопедия. Интернет-издание.Барашенков В.С. 1984г
«Философия пространства и времени»Рехенбах Г. 1985г.
«Пространство и время: в поисках «естественной онтологии» знания», «Общественные науки и современность».Касавин И.Т.2001г
«Природа пространства и времени» Ижевск «Регулярная и хаотическая динамика» Хокинг С., Пенроуз Р. 2000г.
Теория относительности для миллионов –Гарднер М. – 1967г. Атомиздат Москва.
«Концепции современного естествознания»Л. А. Михайлова Питер, 2008г.

Внимание!

Если вам нужна помощь в написании работы, то рекомендуем обратиться к профессионалам. Более 70 000 авторов готовы помочь вам прямо сейчас. Бесплатные корректировки и доработки. Узнайте стоимость своей работы

Бесплатная оценка

Размер: 24.26K

Скачано: 301

Скачать бесплатно

23.11.12 в 19:33 Автор:

Понравилось? Нажмите на кнопочку ниже. Вам не сложно, а нам приятно).

Чтобы скачать бесплатно Контрольные работы на максимальной скорости, зарегистрируйтесь или авторизуйтесь на сайте.

Важно! Все представленные Контрольные работы для бесплатного скачивания предназначены для составления плана или основы собственных научных трудов.

Друзья! У вас есть уникальная возможность помочь таким же студентам как и вы! Если наш сайт помог вам найти нужную работу, то вы, безусловно, понимаете как добавленная вами работа может облегчить труд другим.

Добавить работу

Если Контрольная работа, по Вашему мнению, плохого качества, или эту работу Вы уже встречали, сообщите об этом нам.

Добавление отзыва к работе

Добавить отзыв могут только зарегистрированные пользователи.