Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
1.Развитие представлений о прастранстве и времени
Пространство и время являются основными категориями в физике, ибо большинство физических понятий вводятся посредством операциональных правил, в которых используются расстояния в пространстве и времени. Большое влияние на формирование понятий пространства и времени как научных категорий сыграла пифагорейская школа. «Вселенная втягивает из беспредельного время, дыхание и пустоту», — говорит Пифагор. Причем «пустота» у пифагорейцев не имеет такого строгого понятия как у атомистов, это — скорее, неоформленное, безграничное пространство. В этом беспредельном пространстве зародилась Единица, сыгравшая роль семени, из которого вырос весь космос. Вытягиваясь в длину, она порождает число 2, что в геометрической интерпретации означает линию; линия, вытягиваясь в ширину, порождает число 3 — плоскость; плоскость, вытягиваясь в высоту, порождает число 4 — объем.
Платон, развивая учение пифагорейцев о математическом начале мира, впервые в античной науке вводит понятие геометрического пространства. Платон рассматривает три реальности: бытие — сфера идеального; возникновение — сфера чувственных вещей и пространство — не идеальное и не чувственное. Так что философия Платона также использует представление о трехмерности пространства. Познать природные элементы, по Платону, это значит познать их геометрически, то есть определить их пространственное образование. Поэтому и атомы Платона, соответствующие 4 стихиям: огонь, воздух, вода и Земля, различны, ибо представляют собой различные геометрические многоугольники: атомы Земли имеют форму куба, огня — форму тетраэдра (четырехгранник), воздуха — форму октаэдра(восьмигранник), воды — форму икосаэдра (двадцатигранник). В современной науке широко используется понятие ев-клидового пространства как плоского пространства трех измерений. Систематическое изучение пространства и пространственных фигур греками было подчинено главной цели — исследованию природы, в структуре которой воплощены геометрические принципы
В могли сделать последнего шага, так как не представляли себе движения в абсолютной пустоте, где движущееся тело не встречает никакого сопротивления. Галилей применил научный метод исследования, в основе которого лежал научный эксперимент. » Галилей формулирует два основных принципа механики — принцип инерции и принцип относительности. Окончательную формулировку оба принципа получили в механике Ньютонаэпоху Возрождения достигается осознание взаимосвязи между механикой и геометрией, чего не было в философии древних греков. Это привело к представлению о геометрическом объекте, движущемся в пространстве с течением времени. Леонардо да Винчи и другие мыслители эпохи Возрождения вплотную подходили к формулированию принципа инерции
2.Пространство и время
в классической механике Ньютона
Натурфилософия Ньютона представляет собой синтез различных методологических установок его предшественников в единую целостную концепцию: идея пустого пространства связывается с идеей инерциального прямолинейного движения.
Представление о пустоте у Ньютона связывается с существованием абсолютного пространства: «Абсолютное пространство по самой своей сущности, безотносительно к чему бы то ни было внешнему остается всегда одинаковым и неподвижным». ». Ньютон определяет также и абсолютное, истинное математическое время: «Абсолютное, истинное математическое время само по себе и самой своей сущности, безо всякого отношения к чему-либо внешнему протекает равномерно и иначе называется длительностью». «Время и пространство представляют собой как бы вместилища самих себя и всего существующего.
Ньютон подчеркивает, что само по себе движение имеет относительный характер.
Ньютон дает также динамическую трактовку массы тела, как индивидуальной характеристики тела по отношению к нетождественному ему пустому пространству.
Механика Ньютона, развитая в работах Д'Аламбера, Лагранжа, Лапласа, Гамильтона, Якоби и др. получает стройную завершенную форму, зиждищуюся на принципах, определяющих научную картину мира того времени, называемую механистической научной картиной мира. В ряде ее принципов следующие:
4. Редукционизм и элементаризм. Механистическая концепция целого и части.
Траектория — это линия, которую описывает тело в пространстве при своем движении. Подчеркнем, что в механике Ньютона движение тела происходит но строго определенным траекториям, то есть вследствие себетожде-ственности, индивидуальности физического объекта мы всегда можем одновременно измерить и его координату, и его скорость.
Можно выделить три основных момента этой концепции:
а) целое рассматривается как простое соединение элемен
тов. Возможно разложение, разделение целого на его
элементы, то есть редукция сложного к простому;
б) элементы целого рассматриваются как неизменяющие
ся, простые, неделимые;
в) элемент внутри и вне целого один и тот же. Это фор
мирует представление об объекте познания как само
стоятельной сущности с присущими ему характеристи
ками и свойствами, не зависящими от условий позна
ний, а тем более от познающего его субъекта
3.Пространство и время в свете 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. Скорость света является предельной скоростью распространения материальных воздействий. Она не может складываться ни с какой скоростью и для всех инерциальных систем оказывается постоянной.
Эйнштейн попытался наглядно показать, как происходит замедление течения времени в движущейся системе по отношению к неподвижной.
Время же необратимо. Отсюда известный парадокс близнецов. После путешествия одного из близнецов на ракете, летевшей со скоростью, близкой к скорости света, он с удивлением увидит, что его брат стал старше его. Можно даже рассчитать такой полет.
Представим себе, что с Земли стартовал космический корабль со скоростью 0,99 или 0,98 скорости света и вернулся обратно через 50 лет, прошедших на Земле. Но согласно теории относительности по часам корабля этот полет продолжался бы всего лишь год.
Теория относительности доказала, что не существует ни абсолютного времени, ни абсолютного пространства.
В общей теории относительности (ОТО), или теории тяготения, Эйнштейн расширяет принцип относительности, распространяя его на неинерциальные системы.
В общей теории относительности Эйнштейн доказал, что структура пространства—времени определяется распределением масс материи.
«Суть такова: раньше считали, что если каким-нибудь чудом все материальные вещи исчезли бы вдруг, то пространство и время остались бы. Согласно же теории относительности вместе с вещами исчезли бы и пространство, и время».
4
Свойства пространства и времени
Прежде всего, пространство и время объективны и реальны, т.е. существуют независимо от сознания людей и познания ими этой объективной реальности. Пространство и время не присущи самим вещам, а зависят от познающего субъекта. В данном случае преувеличивается относительность нашего знания на каждом историческом этапе его развития. Эта точка зрения отстаивается сторонниками философии И. Канта.
Пространство и время являются также универсальными, всеобщими формами бытия материи. Нет явлений, событий, предметов, которые существовали бы вне пространства или вне времени. У Гегеля высшей реальностью является абсолютная идея, или абсолютный дух, который существует вне пространства и вне времени. Только производная от абсолютной идеи природа развертывается в пространстве
В последнее время была выдвинута гипотеза о реальных 11 измерениях в области микромира в первые моменты рождения нашей Вселенной: 10 — пространственных и 1 — временное. Затем из них возникает 4-мерный континуум (лат. continuum — непрерывное, сплошное).
Необратимость времени не была осмыслена и в теории относительности А. Эйнштейна. В том виде, в каком время входит в принципы теории относительности, оно не содержит различие между прошлым и будущим. Во второй половине XX в. с появлением синергетики и физики неравновесных процессов появилась возможность математическим путем объяснить существование стрелы времени. При этом синергетика исходит из следующих положений.
3. Вероятностное описание системы в терминах пучка (ансамбля) траекторий невозможно и не может быть применимо к отдельной траектории. И в таком необратимом вероятностном описании прошлое и будущее играют различные роли.
Пространство обладает свойством однородности и изотропности, а время —
однородности. Однородность пространства заключается в равноправии всех его точек, а изотропность — в равноправии всех направлений. Во времени все точки равноправны, не существует преимущественной точки отсчета, любую можно принимать за начальную.
В современной науке используются понятия «биологическое», «психологическое» и «социальное» пространство и время. Эти понятия введены в связи с особенностями проявления пространственно-временных свойств нефизических объектов. Метрические (количественные) и топологические (качественные) свойства пространства и времени в таких объектах могут существенно отличаться. Так, биологическое пространство и время характеризуют особенности пространственно-временных параметров органической материи: биологическое бытие человеческого индивида, смена видов растительных и животных организмов, их жизнь и смерть.
Социальное пространство включает пространственную организацию социальных объектов общества, которые дифференцированы, разделены и определенным образом ориентированы. Его можно характеризовать и как форму бытия социальной материи, в которой социальная энергия превращается в конкретные формы жизнедеятельности личностей и общества в целом. И в этом плане оно обладает определенной субстанциальной реальностью. Его специфическими свойствами являются протяженность, упорядоченность, масштаб, интенсивность, насыщенность, плотность, определенная координация социальных процессов и явлений.
Существует и другой аспект рассмотрения социального пространства — в качестве игровой, виртуальной реальности — искусственного символического пространства как совокупности зна-чимостей.
Социальное время — это определенный по длительности период, каким располагает любой социальный объект и общество в целом.
Социальное время фиксирует и особенности параметров времени в ретрансляции социального опыта, и одновременность в протекании социальных событий
НАУЧНАЯ КАРТИНА МИРА
Научная картина мира — это система представлений об общих закономерностях в природе, возникающая в результате синтеза знаний, полученных в рамках различных научных дис циплин.
Картина мира - это целостное миропонимание, синтезирующее знания на основе систематизирующего начала (научного принципа, идеи, религиозного догмата и т. д.), который определяет мировоззренческую установку человека, его ценностные поведенческие ориентиры.
Структура миропонимания:
-философские основания нравственно-мировоззренческая установкасубъекта, общества
-основопологающий принцип систематизации знаний
-метод или способ постижения мироздания, общества, личности.
Естественно-науная картина мира-упорядоченная целостность систематизированных знаний о Вселенной и человеке, формирующаяся на базе фундаментальных открытий и достижений, прежде всего естествознания (астрономии, физики, химии, биологии и др.)
1)Физическая картина мира.
Общее теоретическое знание в физике, которое включает:
-основополагающие философские и физические идеи
-фундаментальные физические теории
-основные принципы, законы и понятия
-принципы и методы познания.
С одной стороны,физическая картина мира есть обобщение всех ранее полученных знаний о природе и определенная ступень познания человеком материального мира и его закономерностей.
С другой стороны, физическая картина мира есть процесс введения в физику новых сновополагающих идей, принципов, понятий и гипотез, кторорые меняют основы теоретической физики;одна физическая картина заменяется другой.
Схема физической картины мира связана со сменой представлений о материи:от атомистических, коспускулярных представлений о материи к полевым, континуальным, а затем квантовм.Отсюда и три физических картины мира:механистическая, электромагнитная,квантово-полевая.
1.1.Механистическая
Механистическая картина мира, в отличие от античной картины мира, явилась фактически первой глобальной картиной мира.
Формируется на основе:
-механики Леонардо да Винчи
-гелиоцентрической системы Коперника
-экспериментального естествознания Галилея
-законов небесной механики Кеплера
-механики Ньютона
Характерные особенности:
1).В рамках механистической картины мира слоилась дискретная(корпускулярная) модель реальности:
-материя-вещественная субстанция, состоящая из атомов или корпускул
-атомы абсолютно прочны, неделимы, непроницаемы, характеризуются наличием массы и веса
2).Движение-простое механическое пермещение.Законы движения-фундаментальные законы мироздания.Тела двигаются равномерно и прямолинейно, а отклонения от этого движения есть действие на них внешней силы(инерции). Мерой инерции является масса.Уневерсальным свойством тел является сила тяготения, которая является дальнодействующей.
3).Концепция абсолютного пространства и времени:
-пространство трехмерно, постоянно и не зависит от материи
-время не зависит ни от пространства, ни от материи
-пространство и время никак не связаны с движением тел, они имеют абсолютный характер
4).принцип дальнодействия - взаимодействие между телами происходит мгновенно на любом расстоянии.те.действия могут передаваться в пустом пространстве с какой угодно скоростью
5).все механические процессы подчиняются принципу детерминизма.Случайность исключается из картины мира.
6).тенденция сведения закономерностей высших форм движения материи к закономерностям простейшей его формы - механическому движению.
На основе механистической картины мира в 18-нач 19 вв. была разработа земная, небесная и малекулярная механика.Макромир и микромир подчинялись одним и тем же механическим законам.Это привело к абсолютизации механистической картины мира.Она стала рассматриваться в качестве универсальной.
В рамках данной картины мира все события и перемены были взаимносвязаны и взаимнообусловлены механическим движением.
2.Электромагнитная картина
формируется на основе:
-начал электромагнетизма М.Фарадея
-теории электромагнитного поля Д.Максвелла
-эл.теории Лоренца
-постулатов теории относительности Эйнштейна
Хар-ые особенности:
1).В рамках электромагнитной картины мира сложилась полевая, непрерывная модель реальности:
-материя-единое непрерывное поле с точечными силовыми центрами(электрическими зарядами и волновыми движениями в нем);
-мир-электродинамическая система, построенная из электрически заряженных частиц, взаимодействующих посредством электромагнитного поля.
2).в электомагнитную картину мира было введено понятие вероятности.
3).Движение-распространение колебаний в поле, которые описываются законами электродинамики.
4).принцип близкодействия-взаимодействия любого характера передаются полем от точки к точке непрерывно и с конечной скоростью.
5).Пространство и время связаны с процессами, происходящими в поел, т.е. они несамостоятельны и зависимы от материи.
6).Эйнштейн ввел в эту картину идею относительности пространства и времени.
3.Современная картина мира
Формируются на основе:
-глубокого изучения явлений природы
дифференциации и интеграции естественных наук
-единстве физического знания и т.п.
Характерные особенности:
1)современные представления о строении материи предполагают в ее основе 16 фундаментальных частиц и античастиц:
-4лептона(электрон, позитрон, электронное нейтрино и антинейтрино)
-два вида кварков с дробными электрическими зарядами(-1/3 и +2/3)при чем каждый вид в трех разновидностях(красный, зеленый, синий)
-соответствующие антикварки.
2)многообразие и едиство мира основывается на взаимодействии и взаимопревращении фундаментальных частиц и античастиц.
3)движение есть проявление фундаментальных взаимодействий(гравитационного,электромагнитного, слабого и сильного), переносиками которых являются фотоны, глюоны и промежуточные бозоны.
4)природа рассматривается в движении и развитии.В физике используется диалектический метод(вещество и поле, частица и волна, масса и энергия и т.п. рассматриваются в диалектическом единстве)
5)системность,глобальный эволюционизм, самоорганизация, историчность.
Соременные представления характеризуются как научно-методологические, т.к. объективная картина объекта опосредуется(измерением)методом познания субъекта.