Развитие представлений о пространстве и времени до ХХ века. Сущность пространства и времени в физических теориях современности. Характеристика принципа относительности системы отсчета. Особенности и основные отличия мерности пространства и времени.
Аннотация к работе
Самые первые представления о времени и пространстве относятся к древним векам, это субъективные понятия. Время выражает порядок смены физических состоянии материальных тел, поэтому время универсально и объективно вне зависимости от человека. Пространство в ней выступает в виде своеобразного вместилища для движущихся тел, а время никак не учитывает реальные изменения, происходящие с ними, и поэтому выступает просто как геометрический параметр, знак которого можно менять на обратный.Именно благодаря геометрии и особенно вследствие того, что созданная Декартом аналитическая геометрия позволила алгебраические уравнения выражать в виде кривых, а кривые - в виде уравнений, возникла принципиально новая возможность описать движение. Такое построение состоит в том, что движение точки порождает линию, движение линии порождает поверхность, а движение поверхности - пространство. Таким образом, пространство оказывается обобщенным выражением движения как перемещения, то есть механического движения. Суть этого способа физического описания движения состоит в том, что рассматривается не само движение, а его результат, заданный в некотором неизменном пространстве, все точки которого существуют. Пространство изначально существует, рассматривать движение в его элементарной форме просто не нужно.Для того чтобы понять сущность пространства и времени в физических теориях и как шло изменение представлений о свойствах пространства и времени в физике, необходимо дать общее определение этих понятий на уровне их философского обобщения. В этом случае пространство и время можно определить как количественные характеристики изменения. Ведь как пространство, так и время-это лишь количественные характеристики изменения физической реальности, и поэтому они зависят от качества этой реальности, то есть от всей совокупности ее свойств. В тех масштабах, где пространство и время сохраняют те же самые отношения, которые имеют место в пространственно-временных характеристиках самого человека, существует и макромир в целом. Поскольку пространство и время - это количественные характеристики движения, то естественно, что пересмотр представлений о пространстве и времени возникает тогда, когда объектом изучения становятся разные количественные и качественные характеристики движения.Смысл трехмерности пространства в классической физике со стоит в том, что трем точкам на трех координатах соответствует одна единственная точка пространства и. наоборот, любой заданной точке пространства соответствует единственная тройка чисел, так что эти числа соответствуют точкам на координатах. Трехмерность пространства с нулевой кривизной настолько привычна в повседневном опыте, что до второй половины XIX века ни у кого не возникало сомнение в том, что никакого другого пространства кроме трехмерного быть не может. Попытки обосновать единственность трехмерного пространства строились на том, что каждый раз, когда вводится пространство с числом измерений больше трех, то каждому дополнительному измерению приписывается некоторое свойство, отличное от пространственных координат. Однако в моделях, которые отображают становление нашей Вселенной, приходится использовать десятимерное пространство, и все десять измерений характеризуют именно пространство. Но можно пойти и другим путем, а именно предположить, что в процессе становления возникает два мира: один - это та физическая реальность, в которой мы живем и в которой пространство трехмерно, и второй мир, дополняющий первый и в котором пространство семимерно.Пространство отражает такие свойства материальных объектов, как протяженность и порядок взаимного расположения. Эволюционная относительность пространства и времени принципиально отличается от специальной теории относительности А. В специальной теории относительности рассматривается внешнее физическое движение объектов, а в качестве инварианта постулируется скорость света, которая рассматривается как абсолютная физическая величина, не зависящая от времени и пространства.
План
Содержание
Введение
1. Развитие представлений о пространстве и времени до XX века
2. Представления о пространстве и времени в современной физике
3. Мерности пространства - времени
Заключение
Список использованной литературы
Введение
Пространство и время как всеобщие и необходимые формы бытия материи являются фундаментальными категориями в современной физике и других науках. Самые первые представления о времени и пространстве относятся к древним векам, это субъективные понятия. Время выражает порядок смены физических состоянии материальных тел, поэтому время универсально и объективно вне зависимости от человека.
В механистической картине мира понятия пространства и времени рассматривались вне связи со свойствами движущейся материи. Пространство в ней выступает в виде своеобразного вместилища для движущихся тел, а время никак не учитывает реальные изменения, происходящие с ними, и поэтому выступает просто как геометрический параметр, знак которого можно менять на обратный. Иными словами, в механике рассматриваются лишь обратимые процессы, что значительно упрощает действительность. Другой недостаток этой картины состоит в том, что в ней пространство и время, как формы существования материи, изучаются отдельно и обособленно, вследствие чего связь между ними остается нераскрытой. Современная концепция физического пространства-времени значительно обогатила наши естественнонаучные представления, которые стали ближе к действительности. Поэтому знакомство с ними следует начать с теории пространства-времени в том виде, как она представлена в современной физике.
Физические, химические и другие величины непосредственно или опосредованно связаны с измерением длин и длительностей, т.е. пространственно-временных характеристик объектов. Поэтому расширение и углубление знаний о мире связано с соответствующими учениями о пространстве и времени.
Вывод
Пространство отражает такие свойства материальных объектов, как протяженность и порядок взаимного расположения. Время отражает такие свойства процессов, как последовательность и длительность. Пространство и время бесконечны. Инвариантность пространственных и временных интервалов является отражением свойств симметрии физического мира.
Эволюционная относительность пространства и времени принципиально отличается от специальной теории относительности А. Эйнштейна не только скоростью процессов, но и механизмом релятивистских эффектов, что проявляется в различии основных формул.
В специальной теории относительности рассматривается внешнее физическое движение объектов, а в качестве инварианта постулируется скорость света, которая рассматривается как абсолютная физическая величина, не зависящая от времени и пространства. В эволюционной теории относительности рассматривается внутреннее движение материи, которое связано с развитием и самоорганизацией в процессе эволюции и по сравнению со скоростью света характеризуется «сверхмедленной» скоростью процессов развития. Относительность переменных сопровождается постоянством (инвариантностью) скорости внутренних процессов.
Два основополагающих принципа специальной теории относительности - принцип постоянства скорости света и принцип относительности.
Вытекающее из теории относительности представление о том, что размеры предметов и интервалы времени не являются абсолютными, а зависят от скорости движения, кажутся противоречащими повседневному опыту.
Список литературы
1. Вайскопф В. Наука и удивительное (как человек понимает природу). - М.: Наука, 2009. - 279 с.
2. Горелов А. А. Концепции современного естествознания. - М.: Центр, 2007. -226 с.
3. Гусейханов М. К., Раджабов О. Р. Концепции современного естествознания. -М.: ИТК «Дашков и К°», 2008. - 378 с.
4. Князева Е. Н., Курдюмов С. П. Законы эволюции и самоорганизации сложных систем. - М.: Наука, 2006. - 255 с.
5. Небел Б. Наука об окружающей среде. Как устроен мир. - М.: Мир, 2010. - 280 с.