Главная    Почта    Новости    Каталог    Одноклассники    Погода    Работа    Игры     Рефераты     Карты
  
по Казнету new!
по каталогу
в рефератах

Время и пространство в философии

утренних  элементов  движения  материи,  структура  которых  зависит  от
природы  самого  движения,  является  его  функцией.   В  подходе  Эйнштейна
пространству и времени придаются новые  свойства:  относительность  длины  и
временного промежутка, равноправность пространства и времени.
      В 1907-1908  гг.  Герман  Миньковский  (1864  -  1908)  придал  теории
относительности  весьма  стройную   и   важную  для  последующего  обобщения
геометрическую форму.   В  статье  "Принцип  относительности"  (1907)   и  в
докладе "Пространство и время" (1908) теория Эйнштейна  была  сформулирована
в виде учения об инвариантах  четырехмерной  евклидовой  геометрии.   У  нас
нет сейчас ни возможности, ни необходимости  давать  сколько-нибудь  строгое
определение инварианта и  присоединить  что-нибудь  новое к тому,   что  уже
было  о  нем  сказано.  Понятие  многомерного  пространства,   в   частности
четырехмерного пространства,  также  не требует здесь строгого  определения;
можно ограничиться  самыми  краткими  пояснениями.    Если  перейти  к  иной
системе отсчета,  координаты каждой точки  изменятся,  но  расстояние  между
точками    при    таком    координатном   преобразовании    не    изменятся.
Инвариантность  расстояний  при  координатных   преобразованиях  может  быть
показана не только в геометрии на плоскости, но и  в  трехмерной  геометрии.
При  движении  геометрической   фигуры   в  пространстве  координаты   точек
меняются,  а расстояния  между  ними  остаются  неизменными.  Как  уже  было
сказано,  существование  инвариантов  координатных   преобразований    можно
назвать равноправностью систем отсчета,   равноценностью  точек,   в  каждой
можно  поместить начало координатной  системы,   причем   переход  от  одной
системы к другой не  сказывается  на  расстояниях  между  точками.  Подобная
равноценность  точек   пространства   называется   его   однородностью.    В
сохранении формы тел и соблюдении  неизменных  законов   их   взаимодействия
при   преобразованиях   выражается  однородность  пространства.  Однако  при
очень больших  скоростях,   близких  к  скорости  света,  становится   очень
существенной  зависимость  расстояния  между  точками  от  движения  системы
отсчета.  Если одна  система  отсчета движется по отношению  к  другой,   то
длина стержня,  покоящегося  в  одной  системе,   окажется  уменьшенной  при
измерении  ее  в   другой  системе.  В  теории  Эйнштейна   пространственные
расстояния (как  и  промежутки  времени)  меняются  при  переходе  от  одной
системы отсчета к другой, движущейся  относительно  первой.  Неизменной  при
таком  переходе  остается  другая  величина,  к  которой  мы   и   перейдем.
Миньковский сформулировал постоянство скорости света следующим образом.  При
координатном  преобразовании  остается  неизменным  расстояние  между  двумя
точками,  например  путь,  пройденный  движущейся частицей. Чтобы  вычислить
это  расстояние  -  путь,   пройденный  частицей,  -  нужно  взять  квадраты
приращений  трех  координат,   т.е.  квадраты  разностей   между   новыми  и
старыми  значениями  координат.  Согласно  соотношениям  геометрии  Евклида,
сумма этих трех квадратов будет равна  квадрату  расстояния  между  точками.
Теперь  мы  прибавим  к   трем   приращениям   пространственных    координат
приращение времени -  время,  прошедшее  от  момента  пребывания  частицы  в
первой точке до момента  пребывания  ее  во  второй   точке.  Эту  четвертую
величину  мы также берем в квадрате.  Нам  ничто  не  мешает  назвать  сумму
четырех  квадратов  квадратом  "расстояния",  но  уже  не   трехмерного,   а
четырехмерного.  При этом речь идет не о расстоянии между  пространственными
точками,  а об интервале между пребыванием частицы  в определенный момент  в
одной точке и пребыванием частицы в другой момент  в  другой  точке.   Точка
смещается и в пространстве и во  времени.   Из  постоянства  скорости  света
вытекает, как показал Миньковский,  что при  определенных   условиях  (время
нужно измерять особыми  единицами)  четырехмерный  пространственно-временной
интервал будет неизменным,  в какой  бы   системе  отсчета  мы  ни  измеряли
положения точек и время пребывания частицы в этих точках.
      Само по  себе  четырехмерное   представление  движения  частицы  может
быть легко усвоено,  оно кажется почти очевидным и,  в  сущности  привычным.
Всем известно, что реальные события  определяются  четырьмя  числами:  тремя
пространственными координатами и  временем, прошедшим  до  события с  начала
летосчисления,  или с начала года, или от начала суток.   Будем  откладывать
на листе бумаги   по  горизонтальной  прямой  место  какого-либо  события  -
расстояние этого места от начального пункта, например расстояние  до  точки,
достигнутой поездом, от станции отправления.  По  вертикальной  оси  отложим
время,  когда поезд достиг этой точки, измеряя его с  начала  суток  или   с
момента выхода поезда со  станции  отправления.   Тогда  мы  получим  график
движения  поезда  в   двумерном   пространстве,   на  географической  карте,
лежащей на столе, а время показывать вертикалями над картой.   Тогда  мы  не
обойдемся  чертежом,  понадобится трехмерная модель,   например   проволока,
укрепленная над картой.  Она  будет  трехмерным  графиком  движения:  высота
проволоки в каждой точке над лежащей картой будет  изображать  время,  а  на
самой карте проекция  проволоки  изобразит  движение  поезда  по  местности.
Изобразим теперь  не только  перемещение  поезда  на  плоскости,  но  и  его
подъемы и спуски,   т.е.  его  движение  в  трехмерном  пространстве.  Тогда
вертикали уже не могут изобразить время, они будут  означать  высоту  поезда
над  уровнем  моря.   Где  е  откладывать  время  -  четвертое    измерение?
Четырехмерный  график нельзя построить и даже нельзя  представить  себе.  Но
математика уже давно  умеет  находить  подобные   геометрические   величины,
пользуясь  аналитическим  методом,  производя  вычисления.   В   формулы   и
вычисления  наряду   с  тремя  пространственными  измерениями  можно  ввести
четвертое - время и,  отказавшись  от  наглядности,  создать  таким  образом
четырехмерную геометрию.
      Если бы существовала мгновенная передача импульсов и  вообще сигналов,
то  мы  могли бы говорить о двух событиях,  происшедших  одновременно,  т.е.
отличающихся только пространственными координатами.  Связь  между  событиями
была   бы   физическим   прообразом   чисто   пространственных    трехмерных
геометрических соотношений.  Но Эйнштейн в  1905  г.  отказался  от  понятий
абсолютной одновременности и абсолютного, независимого от  течения  времени.
Теория  Эйнштейна исходит из ограниченности и  относительности  трехмерного,
чисто  пространственного  представления  о  мире  и   вводит  более   точное
пространственно-временное   представление.    С    точки    зрения    теории
относительности в картине мира должны  фигурировать четыре координаты  и  ей
должна соответствовать четырехмерная геометрия.
      В 1908  г.  Миньковский  представил  теорию  относительности  в  форме
четырехмерной  геометрии.   Он  назвал   пребывание    частицы    в   точке,
определенной  четырьмя координатами,  "событием",  так как  под  событием  в
механике следует   понимать   нечто   определенное   в  пространстве  и   во
времени  -  пребывание  частицы  в  определенной  пространственной  точке  в
определенный   момент.   Далее   он   назвал   совокупность    событий     -
пространственно-временное  многообразие  -"миром",  так  как  действительный
мир  развертывается  в  пространстве  и  во  времени.  Линию,   изображающую
движение  частицы,  т.е.   четырехмерную   линию,   каждая   точка   которой
определяется четырьмя координатами, Миньковский назвал "мировой линией".
      Длина отрезка "мировой линии" инвариантна   при   переходе   от  одной
системы  отсчета  к  другой,   прямолинейно  и  равномерно   движущейся   по
отношению  к  первой.   В  этом  и  состоит  исходное   утверждение   теории
относительности, из него можно получить все ее соотношения.
      Следует  подчеркнуть,   что  геометрические  соотношения,   с  помощью
которых Миньковский изложил теорию относительности,  подчиняются  Евклидовой
геометрии.   Мы   можем   получить   соотношения   теории   относительности,
предположив,  что четырехмерное "расстояние" выражается таким   же   образом
через четыре разности - три разности  пространственных  координат  и  время,
прошедшее между событиями,  -  как  и  трехмерное  расстояние  выражается  в
евклидовой геометрии через разности пространственных координат.  Для  этого,
как уже говорилось, необходимо только  выразить  время  в  особых  единицах.
Длина отрезка мировой линии определяется по правилам  евклидовой  геометрии,
только не трехмерной,  а  четырехмерной.  Ее  квадрат  равен  сумме  четырех
квадратов приращений пространственных координат и  времени.  Иными  словами,
это - геометрическая сумма приращений четырех координат,  из которых  три  -
пространственные,  а четвертая - время, измеренное  особыми  единицами.   Мы
можем назвать теорию относительности учением  об  инвариантах  четырехмерной
евклидовой геометрии.  Поскольку  время  измеряется  особыми  единицами,  то
говорят о псевдоевклидовой четырехмерной геометрии.
      Однородность  пространства   выражается  в  сохранении   импульса,   а
однородность  времени  -  в  сохранении  энергии.  Можно  ожидать,   что   в
четырехмерной  формулировке  закон  сохранении импульса и  закон  сохранения
энергии  сливаются  в  один  закон    сохранения    энергии    и   импульса.
Действительно,   в  теории  относительности  фигурирует  такой  объединенный
закон импульса.
      Однородность  пространства-времени   означает,   что   в  природе  нет
выделенных пространственно-временных мировых  точек.  Нет  события,  которое
было б
12345След.
скачать работу

Время и пространство в философии

 

Отправка СМС бесплатно

На правах рекламы


ZERO.kz
 
Модератор сайта RESURS.KZ