Головна

Простір і час у світлі теорії відносності А. Ейнштейна

Спеціальна теорія відносності, створена в 1905 р А. Ейнштейном, стала результатом узагальнення і синтезу класичної механіки Галілея-Ньютона і електродинаміки Максвелла-Лоренца. «Вона описує закони всіх фізичних процесів при швидкостях руху, близьких до швидкості світла, але без урахування поля тяжіння. При зменшенні швидкостей руху вона зводиться до класичної механіки, яка, таким чином, виявляється її окремим випадком »1.

Якби були знайдені абсолютні простір і час, а отже, і абсолютні швидкості, то довелося б відмовитися від принципу відносності, відповідно до якого інерції-альні системи рівноправні. Творець теорії відносності сформулював узагальнений принцип відносності, який тепер поширюється і на електромагнітні явища, в тому числі і на рух світла. Цей принцип говорить, що ніякими фізичними дослідами (механічними, електромагнітними та ін.), Виробленими всередині даної системи відліку, не можна встановити різницю між станами спокою і рівномірного прямолінійного руху. Класичне складання швидкостей застосовується для поширення електромагнітних хвиль і світла. «Для всіх фізичних процесів швидкість світла має властивість нескінченної швидкості. Для того щоб повідомити тілу швидкість, рівну швидкості світла, потрібно нескінченну кількість енергії, і саме тому фізично неможливо, щоб яке-небудь тіло досягло цієї швидкості. Цей результат був підтверджений вимірами, які проводилися над електронами. Кінетична енергія точкової маси зростає швидше, ніж квадрат її швидкості, і стає нескінченною для швидкості, яка дорівнює швидкості світла »2.

Швидкість світла є граничною швидкістю поширення матеріальних впливів. Вона не може складатися ні з якою швидкістю і для всіх інерційних систем виявляється постійною. Всі рухомі тіла на Землі по відношенню до швидкості світла мають швидкість, яка дорівнює нулю.

1 Єремєєва AM. Астрономічна картина світу і її творці. - М .: Наука, 1984. - С. 157.

2 Рейкенбах Г. Філософія простору і часу. - М .: Прогрес, 1985. - С. 225.


Чудовий російський поет Л. Мартинов сказав про це так:

Це майже нерухомості борошно, Мчати кудись зі швидкістю звуку, Знаючи при цьому, що є вже десь Хтось, що летить зі швидкістю світла.

І справді, швидкість звуку становить усього лише 340 м / с. Це нерухомість в порівнянні зі швидкістю світла.

З цих двох принципів - сталості швидкості світла і розширеного принципу відносності Галілея - математично слідують всі положення спеціальної теорії відносності (СТО). Якщо швидкість світла постійна для всіх інерційних систем, а всі вони рівноправні, то фізичні величини довжини тіла, проміжку часу, маси для різних систем відліку будуть різними. Так, довжина тіла в рухомій системі буде найменшою стосовно спочиває:

де г - довжина тіла в рухомій системі зі швидкістю v по відношенню до нерухомої системі; / - Довжина тіла в спочиває системі.

Для проміжку ж часу або тривалості будь-якого процесу все навпаки. Час буде як би розтягуватися, текти повільніше в рухомій системі по відношенню до нерухомої, в якій той же процес буде більш швидким:

t t, =

Ще раз підкреслимо, що ефекти спеціальної теорії відносності будуть виявлятися при швидкостях, близьких до швидкості світла. При швидкостях, значно менших швидкості світла, формули СТО переходять у формули класичної механіки.

Ейнштейн спробував наочно показати, як відбувається уповільнення течії часу в рухомій системі по відношенню до нерухомої. Уявімо собі залізничну платформу, повз яку проходить поїзд зі швидкістю, близькою до швидкості світла (рис. 6.1).

У точці А \ на платформі знаходиться спостерігач (або прилад, що фіксує експеримент). На підлозі вагона в точці А розміщений ліхтарик. Коли відбувається поєднання точки А в вагоні з точкою А \ на платформі, ліхтарик включається і з'являється промінь світла. Так як швидкість променя кінцева, хоча і велика, то для того щоб дос-


тігнуть стелі вагона, де розташоване дзеркало, і відбитися назад, необхідно час, за яке поїзд піде вперед.

N

D

А А,

Л / 1

Мал.6.1

Для спостерігача в вагоні промінь світла пройде шлях 2АВ, а для спостерігача на платформі - 2АС. Як видно з рис. 6.1, чим більше швидкість поїзда, тим довша лінія АС. Очевидно, що 2АС 2АВ. Це як раз і говорить про уповільнення течії часу всередині рухомої системи по відношенню до нерухомої.

Необхідно підкреслити, що саме в відношенні певних просторових координат змінюються відрізки довжин і проміжки часу. Спостерігач, що знаходиться всередині вагона, за своїми годинах, скажімо, чекає півгодини. А по годинах спостерігача на платформі проходить значно більше часу. Якщо, наприклад, довжина космічного корабля в польоті зменшується в два рази з точки зору спостерігача на Землі, то при поверненні на Землю корабель зменшує швидкість і його довжина стає такою ж, якою вона була при відльоті.

Час же є незворотнім. Звідси відомий парадокс близнят. Після подорожі одного з близнюків на ракеті, яка летіла зі швидкістю, близькою до швидкості світла, він з подивом виявить, що його брат став старший за нього. Можна навіть розрахувати такий політ.

Уявімо собі, що з Землі стартував космічний корабель зі швидкістю 0,99 або 0,98 швидкості світла і повернувся назад через 50 років, що минули на Землі. Але відповідно до теорії відносності по годинах корабля цей політ тривав би всього лише рік. Якщо космонавт, відправившись в політ у віці 25 років, залишив на Землі щойно народженого сина, то при зустрічі 50-річний син вітатиме 26-річного батька.

Фізіологічні процеси тут абсолютно ні при чому. Не можна питати, чому за один рік син космонавта постарів на 50 років. Теорія відносності довела, що не існує ні абсолютного часу, ні абсолютного простору. Син постарів на 50 років за роки, прожиті на Землі; в системі же відліку корабля час по відношенню до Землі інше1.


Релятивістське уповільнення є експериментальним фактом. У космічних променях в верхніх шарах атмосфери утворюються частинки, звані пі-мезонами, або півоніями. Власний час життя півоній - 10 ~ 8 с. За цей час, рухаючись навіть зі швидкістю, що дорівнює швидкості світла, вони можуть пройти не більше ніж 300 см. Але прилади їх реєструють. Вони проходять шлях, рівний 30 км, т. Е в 10 000 разів більший, ніж для них можливо. Теорія відносності так пояснює цей факт: проміжок часу в 10 ~ 8 з є природним часом життя пі-мезона, виміряним по годинах, які йшли разом з мезоном, т. Е спочиваючим по відношенню до нього. Але в системі відліку Землі час життя мезона набагато більше, і за цей час він в змозі пройти земну атмосферу.

Говорячи про відносність просторових і часових величин в різних системах відліку, слід пам'ятати, що в теорії відносності ми спостерігаємо нерозривний зв'язок відносного і абсолютного як один із проявів фізичної симетрії. Оскільки швидкість світла є абсолютною величиною, то і зв'язок простору і часу виявляється як деяка абсолютна величина. Вона виражається в так званому просторово-часовому інтервалі за формулою:

У кожній системі відліку довжина тіла і часовий проміжок будуть різні, а ця величина залишиться незмінною. Збільшення довжини буде відповідати зменшенню проміжку часу в даній системі, і навпаки.

В загальної теорії відносності (ЗТВ), або теорії тяжіння, Ейнштейн розширює принцип відносності, поширюючи його на неінерційні системи. У ній він також виходить з експериментального факту еквівалентності мас інерційних і гравітаційних, або еквівалентності інерційних і гравітаційних полів.

Правда, принцип еквівалентності справедливий тільки при строго локальних спостереженнях. Так, уявімо собі ліфт, стоїть на Землі. Спостерігач в ліфті кидає дві кулі. Вони будуть рухатися у напрямку до центру Землі і, отже, один до одного. Якщо ж ми будемо тягнути ліфт з прискоренням g в порожнечі, то ті ж кулі будуть рухатися паралельно один одному (рис. 6.2).

Але незважаючи на це обмеження, принцип еквівалентності грає важливу роль в науці. Ми завжди можемо обчислити безпосередньо дію сил інерції на будь-яку фізичну систему, і це дає нам можливість знати дію поля тяжіння, відволікаючись від його неоднорідності, яка часто дуже незначна1.



1 Філософія природознавства. - М .: Политиздат, 1966. - С. 173.


1 Сіаму Д. Фізичні принципи загальної теорії відносності. - М .: Світ, 1971. - С. 48-49.


    /
I    
 \ \ \ \  I /
/   \
       

центр Землі

Мал. 6.2

Розширення принципу відносності на неінерційні системи, здавалося б, суперечить нашому повсякденному досвіду. Перебуваючи всередині інерціальної системи, ніяким експериментом можна визначити, рухається вона чи спочиває. Ті, хто літав в літаку, знають, що в ньому, як і на Землі, можна робити все: пити чай, грати в м'яч і т. П Навіть якщо подивитися в ілюмінатор, то побачиш, що літак як би нерухомо висить над хмарами . Однак коли літак починає зменшувати швидкість і йде на посадку, пасажири відразу ж це помічають.

Ейнштейн пропонує провести уявний експеримент з ліфтом, підвішеним над Землею. Спостерігачі, що знаходяться всередині нього, не зможуть визначити в деяких ситуаціях, знаходяться вони в спокої або в русі. Уявімо собі, що в якийсь момент часу канат, на якому підвішений ліфт, обривається, і спостерігачі в ньому виявляються в стані вільного падіння. У цьому випадку вони не зможуть визначити, яке з двох протилежних тверджень буде істинним: 1) ліфт рухається в полі тяжіння Землі; 2) ліфт покоїться під час відсутності поля тяжіння. Якщо ж під час відсутності поля тяжіння Землі ліфт будуть тягнути вгору з прискоренням g, то спостерігачі також не зможуть вибрати істинне твердження з двох протилежних: 1) ліфт покоїться в полі тяжіння Землі; 2) ліфт рухається з прискоренням під час відсутності поля тяжіння.

Які ж наслідки для простору і часу випливають із загальної теорії відносності? Для цього потрібно звернутися спочатку до геометрії, яка виникла перш за все як вчення про фізичному просторі, вимірюванні земельних площ і будівельних споруд. Але вже в давнину з'явилася теоретична, аксіоматична геометрія Евкліда, яка залишалася єдиною до XIX в. Правда, до кінця XIX ст. не робилося жодних відмінностей між теоретичною і фізичної геометрією.

З геометрією Евкліда зв'язувався той погляд, що простір скрізь одне й те саме. Вона виходила з п'яти аксіом, або постулатів.


Багатьох математиків не задовольняв п'ятий постулат, який свідчив, що з однієї точки на площині можна провести тільки одну пряму, яка не буде перетинатися з даної, скільки б її не продовжували. Цей постулат був очевидний, так як ніхто не міг би його експериментально підтвердити навіть в уяві - не можна ж лінію продовжити в нескінченність.

Ряд відомих математиків намагалися довести, що цей постулат насправді є теоремою, т. Е його можна вивести з чотирьох інших. Але всі їхні спроби виявилися невдалими. Вони так чи інакше неявно припускали той же самий п'ятий постулат, наприклад, у тій формі, що сума кутів трикутника дорівнює двом прямим.

Великий математик К. Гаусс (1777-1855) перший поставив під сумнів можливість такого доказу, т. Е визнав, що постулат є аксіомою і, отже, його можна замінити іншими аксіомами, побудувавши нову геометрію. Але сам він на це не наважився.

І лише Н. І. Лобачевський (1792-1856) в Росії, Б. Ріман (одна тисяча вісімсот двадцять шість- 1866)в Німеччині і Я. Бол'яй (1802-1860) в Угорщині побудували нові геометрії, відкинувши п'ятий постулат і замінивши його на інші. Б. Ріман замінив його на аксіому, що через точку, що лежить поза даною прямою на площині, не можна провести жодної паралельної, всі вони будуть перетинатися з даної прямої. Н. І. Лобачевський і Я. Больяй допустили, що існує безліч прямих, що не перетнуться з даної прямої.

Для пояснення відмінності цих геометрій візьмемо простір двох вимірювань, поверхня. Евклідова геометрія реалізується на площині, Рімана - на поверхні сфери, на якій пряма лінія виглядає як відрізок дуги великого кола і його центр збігається з центром сфери. Геометрія Лобачевського здійснюється на так званій псевдосфері. Оскільки простір має три виміри, то для кожної геометрії вводиться поняття кривизни простору. В геометрії Евкліда кривизна нульова, у Рімана - позитивна, у Лобачевського-Больяя - негативна.

 ЛАД
брис.6.3

Оскільки постулат паралельності еквівалентний положенню про суму кутів трикутника, то відмінність цих гео-метрів наочно зображується на рис. 6.3. В геометрії Евкліда сума кутів трикутника дорівнює 180 °, у Рімана - вона більше, у Лобачевського - менше (рис. 6.3, а Б В відповідно).

Під кривизною простору не потрібно розуміти викривлення площини на зразок того, як викривлена ??поверхня евклідової





 сфери, де зовнішня поверхня відрізняється від внутрішньої. Зсередини її поверхня виглядає увігнутою, ззовні - опуклою. Якщо ж брати площину в просторі Лобачевського або Рімана, то обидві її сторони є абсолютно однаковими. Просто внутрішня структура площині така, що ми вимірюємо її за допомогою деякого коефіцієнта «кривизни». Кривизна простору розуміється в науці як відступ його метрики від евклідовій, що точно описується мовою математики, але не проявляється якимось наочним чином.

Ріман згодом показав єдність і несуперечність всіх неевклідових геометрій, окремим випадком яких є геометрія Евкліда.

Творці геометрій Лобачевський і Ріман вважали, що тільки фізичні експерименти можуть показати, яка геометрія нашого світу. Ейнштейн в загальній теорії відносності зробив геометрію фізичної експериментальної наукою, яка підтвердила характер простору Рімана. Тут знову закличемо на допомогу уявний експеримент. Уявімо собі, що ліфт покоїться під час відсутності гравітаційного поля (рис. 6.4, а). У стіні ліфта зроблено отвір А, через яку промінь світла падає на його протилежну сторону. лінія АВ - пряма. Нехай тепер ліфт починає рух вгору з прискоренням р, т. Е 9,8 м / с2. За час, поки світло проходить відстань між стінками, ліфт зміщується вгору, і промінь світла потрапляє вже не в точку В, а в точку С (рис. 6.4, б).

Р

б

Мал.6.4

лінія АС зберігає властивість бути найкоротшим відстанню між двома точками, але це буде вже не пряма, а прямо, або геодезична. На Землі, поверхня якої являє собою сферу, такі лінії і називаються геодезичними. Загальна теорія відносності замінює закон тяжіння Ньютона новим рівнянням тяжіння. Закон Ньютона виходить як граничний випадок ейнштейнівської рівнянь. Розраховане теоретично Ейнштейном відхилення променя світла було згодом експериментально підтверджено спостереженнями під час сонячного за-


Тменов, коли промінь світла від зірки проходить поблизу поля тяжіння Сонця.

У загальній теорії відносності Ейнштейн довів, що структура простору-часу визначається розподілом мас матерії. Коли кореспондент американської газети «Нью-Йорк Таймс» запитав Ейнштейна в квітні 1921 р в чому суть його теорії відносності, він відповів: «Суть така: раніше вважали, що якщо якимось дивом всі матеріальні речі зникли б раптом, то простір і час залишились би. Згідно ж теорії відносності разом з речами зникли б і простір, і час ».

6.3. Властивості простору і часу

Які ж основні властивості простору і часу ми можемо вказати? Перш за все, простір і час об'єктивні и реальні, т. е існують незалежно від свідомості людей і пізнання ними цієї об'єктивної реальності. Людина все більше і більше поглиблює свої знання про неї. Однак в історії науки і філософії існував і інший погляд на простір і час - тільки як на суб'єктивні загальні форми нашого споглядання.

Відповідно до цієї точки зору, простір і час не притаманні самим речам, а залежать від того, хто пізнає суб'єкта. В даному випадку перебільшується відносність нашого знання на кожному історичному етапі його розвитку. Ця точка зору відстоюється прихильниками філософії І. Канта.

Простір і час є також універсальними, загальними формами буття матерії. Ні явищ, подій, предметів, які існували б поза простором або поза часом. У Г. Гегеля вищою реальністю є абсолютна ідея, або абсолютний дух, який існує поза простором і поза часом. Тільки похідна від абсолютної ідеї природа розгортається в просторі.

Важливим властивістю простору є його тривимірність. Положення будь-якого предмета може бути точно визначено тільки за допомогою трьох незалежних величин - координат. У прямокутній декартовій системі координат це X, У, Z, звані довжиною, шириною і висотою, в сферичної системі координат - радіус-вектор г і кути а і р, в циліндричній системі - висота z, радіус-вектор г і кут а.

У науці використовується поняття багатомірного простору («-мірного). Це поняття математичної абстракції грає важливу роль. До реального простору воно не має ніякого відношення. Кожна координата, наприклад, 6-мірного простору може вказувати на якесь будь-яку властивість розглянутої фізичної ре-

реальності: температуру, щільність, швидкість, масу і т. Д. У

Останнім часом була вьдвінута гіпотеза про реальність 11




 вимірювань в області мікросвіту в перші моменти народження нашого Всесвіту: 10 - просторових і одне - тимчасове. Потім з них виникає чотиривимірний континуум (лат. Continuum - безперервне, суцільне). На відміну від простору, в кожну точку якого можна знову і знову повертатися (і в цьому відношенні воно є як би оборотним), час незворотньо і одновимірно. Воно тече з минулого через сьогодення до майбутнього. Не можна повернутися назад в будь-яку точку часу, але не можна і перескочити через будь-якої часовий проміжок в майбутнє. Звідси випливає, що час складає як би рамки для причинно-наслідкових зв'язків. Деякі стверджують, що незворотність часу і його спрямованість визначаються причинного зв'язком, так як причина завжди передує слідству. Однак очевидно, що поняття передування вже передбачає час. Більш прав тому німецький логік і філософ Г. Рейхенбах (1891-1953), який пише: «Не тільки тимчасової порядок, але і об'єднаний просторово-часової порядок розкриваються як впорядковує схема, що управляє причинними ланцюгами, і, таким чином, як вираз каузальне структури Всесвіту»1.

 ? Стріла часу

Для характеристики односпрямованість і незворотність часу англійський астрофізик А. Еддінгтон (1882-1944) в 1928 р ввів поняття стріли часу. Воно може бути застосовано до опису таких природних процесів, які протікають спонтанно, мимовільно і тільки в одному напрямку. До них відноситься більшість реальних фізичних процесів (теплопередача, теплообмін, дифузія, в'язкість, розпад елементарних частинок, процеси тертя), а також процеси космічної, хімічного, біологічного та психологічної еволюції.

При описі цих процесів в сучасній науковій картині світу прийнято розрізняти три стріли часу: 1) термодинамічну, 2) психологічну, 3) космологічні.

Термодинамічна стріла часу характеризує той напрямок часу, в якому ентропія зростає. Максимально можливе значення ентропії замкнутої системи досягається в тепловій рівновазі.

Психологічна стріла часу пов'язана з особливостями сприйняття тривалості протікають в світі процесів органами

1 Рейхенбах Г. Указ. соч. С. 292.


почуттів людини. Вона дозволяє встановити відмінність між минулим, сьогоденням і майбутнім і характеризує спрямованість часу від минулого до майбутнього. При цьому не можна ототожнювати процедуру вимірювання часу з самим часом1.

Космологічна стріла часу визначає напрямок еволюції нестаціонарної, нерівноважної Всесвіту. Відповідно до сучасної космологічної моделі Фрідмана-Хаббла, Всесвіт розширюється, а не стискується. За припущенням американського фізика Р. Дік-ке, Всесвіт розширюється не в порожнечу, а в середу, вже заповнену елементарними частинками. Вони вступають у взаємодію з нашого Всесвіту і в процесі розширення Всесвіту виявляються в ній. Так відбувається, на думку Дікке, поповнення нашого Всесвіту «нової матерією»2.

Термодинамічна, психологічна і космологічна стріли часу збігаються за напрямком, що і створює можливість для існування і розвитку розумних індивідів3.

Існування стріли часу не могло бути доведено в рамках класичної механіки, оскільки механістичний детермінізм не володіє таким найважливішим властивістю, як незворотність у часі. Розкриваючи закони статики і динаміки матеріальних об'єктів, він не формулює теоретичний апарат для опису

їх еволюції і розвитку.

Незворотність часу була осмислена і в теорії відносності А. Ейнштейна. У тому вигляді, в якому час входить в принципи теорії відносності, воно не містить відмінностей між минулим і майбутнім. У другій половині XX в. з появою синергетики і фізики нерівноважних процесів з'явилася можливість математичним шляхом пояснити існування стріли часу. При цьому синергетика виходить з наступних положень.

1. Всі системи, що допускають несвідомих імовірнісний описа
 ня, будуть вважатися хаотичними, так як ці системи можна
 описати не в термінах окремих траєкторій, а тільки в термінах
 пучків (ансамблів) траєкторій.

2. Хаос дозволяє включити стрілу часу в фундаментальне
 опис матеріальних систем.

3. Вероятностное опис системи в термінах пучка (ансамб
 ля) траєкторій неможливо і не може бути застосовано до окремих

1 Лазарєв С. С. Поняття «час» і геологічна літопис земної кори // Зап
 си філософії. - 2002. - N ° 1. - С. 84.

2 Васильєв М., Климентович К, Станюкович К. Сила, що рухає світами. - М .:
 Атомиздат, 1978. - С. 124.

3 Див. Докладніше: Поті М. І. Концепції сучасного природознавства. - СПб .:
 Пітер, 1999. - С. 95.




6 Концепції сучасного природознавства



ної траєкторії. І в такому незворотному вероятностном описі минуле і майбутнє грають різні ролі1.

Простір має властивість однорідності и изотропности, а час - властивістю однорідності. Однорідність простору полягає в рівноправності всіх його точок, а изотропность - в рівноправність усіх напрямків. В часі всі крапки рівноправні, не існує переважної точки відліку, будь-яку можна приймати за початкову.

Зазначені властивості простору і часу пов'язані з головними законами фізики - законами збереження. Якщо властивості системи не змінюються від перетворення змінних, то їй відповідає певний закон збереження. Це - одне з істотних виразів симетрії в світі. Симетрії щодо зсуву часу (однорідності часу) відповідає закон збереження енергії; симетрії щодо просторового зсуву (однорідності простору) - закон збереження імпульсу; симетрії щодо повороту координатних осей (ізотропності простору) - закон збереження моменту імпульсу, або кутового моменту. З цих властивостей випливає і незалежність просторово-часового інтервалу, його інваріантність і абсолютність по відношенню до всіх систем відліку.

Особливо слід сказати про структуру мікро і мегапространства. Мікропросторі є квантованим, йому властива чарункова структура. Специфіка мікропростори пов'язана і з існуванням віртуальних частинок, взаємним перетворенням елементарних частинок, їх анігіляцією. У мікросвіті діє більше, ніж в макросвіті, законів збереження. Одна і та ж елементарна частинка може підкорятися кільком законам збереження2.

У мегамире метричні властивості простору залежать від розподілення полів тяжіння. Чим більше поле тяжіння, тим сильніше скорочується протяжність просторових об'єктів. При цьому простір, як уже зазначалося вище, виявляється не плоским, а набуває кривизну. Кривизна простору збільшується в міру наближення до областям з підвищеною щільністю матерії.

? Біологічне простір і час

У сучасній науці використовуються поняття біологічного, психологічного та соціального простору і часу. Ці поняття введені в зв'язку з особливостями прояву просторово-часових властивостей нефізичних об'єктів. Метричні (кіль-

1 Пригожин І., Стенгерс І. Час, хаос, квант. - М .: Прогрес, 1994. - С. 9.

2 Корнєєва А. І. Проблеми пізнання мікросвіту. - М .: Думка, 1978. - С. 25.


зняні) і топологічні (якісні) властивості простору і часу в таких об'єктах можуть істотно відрізнятися.

так, біологічне простір и час характеризують особливості просторово-часових параметрів органічної матерії: біологічне буття людського індивіда, зміну видів рослинних і тваринних організмів, їх життя і смерть. Одним з перших проблему біологічного простору і часу почав аналізувати В. І. Вернадський (1863-1945). Специфіку біологічного простору він пов'язував з найважливішим відмітною ознакою живого - наявністю асиметричності просторової структури органічних молекул1.

Вперше властивість асиметрії органічних молекул було виявлено французьким вченим, засновником наукової мікробіології Луї Пастером (1822-1895). Розвиваючи ідеї Пастера, В. І. Вернадський представив молекулярну асиметрію як особливе властивість простору, пов'язане з життям.

Невід'ємною ознакою живого, на думку Вернадського, є особлива симетрія простору, зайнятого живою речовиною, а саме, різке прояв лівизни в матеріальному субстраті живої речовини2. Під живимречовиною Вернадський мав на увазі всю сукупність рослинних і тваринних організмів, у тому числі і людини.

З особливостей біологічного простору Вернадський виводив і особливості протікання, в тому числі переривчастості і безперервності, біологічного часу. Цей час має відповідати простору специфічного будови живої речовини і не суперечити йому. Воно є певним параметром стану живої речовини. Вернадський об'єднує його в єдине біологічне простір-час і пов'язує з ним процеси зміни поколінь, старіння багатоклітинних організмів, а також смерть як руйнування простору-часу тел організмів.

Дійсно, як встановила сучасна біохімія, все живе, на відміну від неживого, володіє фундаментальним властивістю: білки містять тільки «ліві» амінокислоти, а нуклеїнові кислоти - тільки «праві» цукру. Головний біологічний сенс цієї асиметрії живого - в забезпеченні молекулярно-простору-жавної комплементарності (відповідності) при взаємодії молекул3.

' асиметрія - Відсутність у органічних об'єктів властивості бути дзеркально симетричними; у неорганічних об'єктів будова їх молекул симетрично.

2 Вернадський В. І. Роздуми натураліста. - Кн. 1. Простір і час в НЕ
 живої і живій природі. - М., 1975. - С. 62.

3 Див. Докладніше: Кузнєцов В. І., Ідліс Г. М., Гутіна В. Н. Природознавство. - М .:
 АГАР, 1996. - С. 306, 307, 367, 368.


Ця особливість просторової асиметрії живого відома в сучасній науці під назвою хиральности (Від грец. Heir - рука).

Виникнення хіральної чистоти живого, як підтверджують сучасні наукові дослідження, відбулося на певному етапі еволюції природи. На цьому етапі під дією поки невідомих науці причин настало повне руйнування дзеркальної симетрії предбиологической середовища. І тільки потім почалося утворення в хіральні чистому середовищі коротких нуклеотидних ланцюжків - найпростіших ниток майбутніх ДНК і РНК.

Таким чином, виникнення біологічних об'єктів і пов'язаного з ними біологічного простору-часу передували певні етапи еволюції просторово-часових властивостей неорганічних об'єктів.

? Психологічний простір і час

Найбільш явно відмінності просторово-часових властивостей проступають на наступному етапі еволюції, коли під дією пошукової та трудової діяльності, перебудови фізіологічних механізмів діяльності мозку відбувається становлення людської психіки. Одночасно йде формування нового феномена - психологічного простору і часу. Психічна регуляція рухів індивіда і його предметних дій відбувається не тільки на рівні відображення зовнішнього фізичного простору, але і на основі власної тілесної біомеханіки і власного простору.

Найбільш цікавим у зв'язку з цим є розробка радянським психофізіології НА. Бернштейном (1896-1966) теорії моторного поля.

Моторне поле психіки індивіда створюється за допомогою пошукових рухів, зондирующих зовнішній простір у всіх напрямках.

На основі цих рухів в психіці індивіда і його психомоторике формується полімодальний (узагальнений) образ простору. Цей образ включає сукупність особливих метричних і топологічних властивостей: криволінійність, відсутність жорсткої прив'язки координат до координат зовнішнього фізичного простору, відносна байдужість до положення, переважання топології над метрикою, відсутність право-лівосторонньої симетрії1.

При цьому пошук і випробування майбутніх предметних дій індивід здійснює за допомогою ідеальних образів, які будуються на основі мовного спілкування за допомогою таких психічних процесів, як відчуття, сприйняття, пам'ять, мислення.

1 психологічний словник. - М .: Педагогіка-Прес, 1996. - С. 204.


Завдяки ідеальним образам індивід отримує можливість виходити за рамки даного миті, переміщатися в минуле і майбутнє, в часі і просторі як на усвідомлюваному рівні («в умі»), так особливо і на несвідомому - в сновидіннях і галюцинаціях. Предметні дії над об'єктами можуть замінюватися ідеальними психічними образами і операціями над значеннями цих об'єктів.

Найбільшою мірою особливості психологічного простору і часу виявляються в сновидіннях - на несвідомому рівні. Результати численних досліджень показали, що однією з функцій сновидіння є емоційна стабілізація психіки індивіда. Індивід, позбавлений здатності бачити сновидіння, може впасти в безумство. У його психологічному просторі відбудеться кумулятивне накопичення уривчастих думок, образів, вражень, здатних пригнічувати усвідомлювані думки і пам'ять. Вперше систематичне дослідження сновидінь як основний змістовної структури психологічного простору зробив основоположник психоаналізу 3. Фрейд (1856-1939). Він вважав, що сновидіння є «усуненням порушують сон (психічних) подразнень шляхом галлюцинаторного задоволення»1.

Фрейд виявив неоднорідність психологічного простору сновидінь, його асиметрію, символізм, зміщення. Одна з особливостей психологічного часу, на яку вказує Фрейд, - пропуск, модифікація, перегрупування матеріалу сновидіння, що створюють ефект оборотності часу2. Несвідоме не знає життя і смерті, воно живе всевременной, одночасно минулим, сьогоденням і майбутнім. У процесі експериментального вивчення сновидінь сучасної психофізіології було виявлено існування стадій швидкого сну і його зв'язку зі сновидіннями. Виявилося, що кожна людина бачить сни кілька разів за ніч, а суб'єктивна тривалість сновидінь відповідає об'єктивній тривалості періоду швидкого сну. Індивід, розбуджений на початку фази швидкого сну, звітує про короткому сновидінні, а розбуджений в кінці - про довгому3.

Психологічний простір сновидінь, ступінь його емоційної забарвленості пов'язані також з частотою серцевих скорочень і дихання, електричною активністю шкіри в останні хвилини швидкого сну.

Особливості психологічного простору і часу проявляються і на рівні колективного несвідомого, розробку кото-

1 Фрейд 3. Вступ до психоаналізу: Лекції. - М .: Наука, 1989. - С. 84.

2 Там же. С. 86, 87.

3 основи психофізіології. - М .: ИНФРА-М, 1997. - С. 259.


якого здійснив швейцарський психолог К. Г. Юнг (1875-1961). Він показав тривалість формування мимовільних і спонтанних продуктів несвідомої психіки в процесі психічної еволюції, його колективну, універсальну і безособову природу, ідентичну у всіх індивідів1.

Найбільшою мірою специфіка психологічного простору проявляється у феномені синхронизма психічних процесів. Юнг характеризує цей феномен як явище, в якому подія в зовнішньому світі збігається значущим чином з психологічним станом тієї чи іншої людини2. При цьому повторюються психічні переживання не підкоряються законам часу, простору і причинності. Існує також синхронізм психічних процесів, що складається в одночасному паралельному прояві ідентичних психічних переживань у двох або декількох осіб.

? Соціальний простір і час

Становлення людського індивіда і особистості з необхідністю включає не тільки біологічний і психологічний цикли, а й соціальний. Він проходить в рамках социогенеза - Становлення людського суспільства, розвитку форм соціальної організації і духовного життя. Одночасно йде процес формування нового феномена - соціального простору і часу. Аналізуючи цей феномен, німецький філософ К. Ясперс (1883-1969) виділяє поняття «осьова епоха» і «осьовий час».

осьова епоха як особливе соціальне простір включає освіту кількох духовних центрів людства, внутрішньо споріднених один одному. Одночасно відбувається зближення цих духовних центрів і формування людини такого психологічного типу, який існує в даний час. Разом з тим формуються образи та ідеї, за допомогою яких йде раціоналізація соціального буття, народжуються релігійна і філософська віра. Все це відбувається в так зване осьовий час, яке являє собою тимчасові рамки осьової епохи - період розвитку людства між 800 і 200 рр. до нової ери3.

Соціальне простір розглядав і П. Сорокін (1889- 1968) у зв'язку з розробкою проблеми соціальної стратифікації і соціальної мобільності. Сорокін представляв соціальний простір як неоднорідне і багатовимірне, в якому кожен індивід займає певне соціальне становище, устанавли-

1 Юнг К. Г. Аналітична психологія: Минуле й сьогодення. - М .: Мартис,
 1995. -С. 72.

2 Зеленський В. Аналітична психологія: Словник. - СПб .: Б. С. К., 1996. -
 С. 206.

3 Ясперс К. Сенс і призначення історії. - М .: Политиздат, 1991. - С. 32, 37.


ваемое в процесі взаємодії з іншими індивідами і групами індивідів1.

Найбільш інтенсивно проблема соціального простору і соціального часу стала розроблятися в науці з початку 1970-х рр. Аналіз даної проблеми включає розгляд взаємодії простору і часу як форм соціального буття індивідів, співвідношення просторово-часових зв'язків у суспільстві, дослідження форм і відносин, властивих соціальної діяльності людей.

соціальне простір включає просторову організацію соціальних об'єктів суспільства, які диференційовані, розділені і певним чином орієнтовані. Його можна характеризувати і як форму буття соціальної матерії, в якій соціальна енергія перетворюється в конкретні форми життєдіяльності особистостей і суспільства в цілому. І в цьому плані воно має певну субстанциальной реальністю. Його специфічними властивостями є протяжність, впорядкованість, масштаб, інтенсивність, насиченість, щільність, певна координація соціальних процесів і явищ.

Існує й інший аспект розгляду соціального простору - як ігровий, віртуальної реальності, або штучного символічного простору як сукупності значимість.

соціальне час - Це певний за тривалістю період, що є в розпорядженні будь-який соціальний об'єкт і суспільство в цілому; це сукупна час існування і діяльності всіх індивідів суспільства. Разом з тим соціальний час невіддільне від соціального простору, в рамках якого життєдіяльність індивідів існує в формі різних інститутів, спільнот, груп та територіальних структур.

Соціальне час фіксує і особливості параметрів часу в ретрансляції соціального досвіду, і одночасність в протіканні соціальних подій.

ПИТАННЯ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЮ

1. Які уявлення про простір і час існували
 в дониотоновскій період?

2. Як змінилися уявлення про простір і час з
 створенням геліоцентричної картини світу?

' Сорокін П. Людина. Цивілізація. Суспільство. - М .: Политиздат, 1992.


3. Як трактував І. Ньютон час і простір?

4. Які уявлення про простір і час стали визна
 ділячи в теорії відносності А. Ейнштейна?

5. Що таке просторово-часової континуум?

6. Розкрийте сучасні метричні і топологічні свій
 ства простору і часу.

7. Що таке біологічне простір і час?

8. Які особливості характерні для психологічного про
 простору і часу?

9. У чому полягає суть соціального простору і часу?

бібліографічний список

1. Аксьонов ГОЛ. Про причини часу // Питання філософії. - 1996. -
 № 1.

2. Андрєєв Е. П. Простір мікросвіту. - М .: Наука, 1969.

3. Ахундов М. Д. Концепції простору і часу: витоки, ево
 Люція, перспективи. - М .: Наука, 1982.

4. Бруно Дж. Про нескінченність, Всесвіт і світи. - М .: ОГИЗ,
 +1936.

5. Васильєв М., Климентович Н., Станюкович К. Сила, що рухає
 світами. - М .: Атомиздат, 1978.

6. Вернадський В. І. Роздуми натураліста. - Кн. 1. - М., 1975.

7. Гарднер М. Теорія відносності для мільйонів. - М .: Атом
 іздат, 1967.

8. Декарт Р. Вибрані твори. - М .: Госполитиздат, 1950.

9. Єремєєва А. І. Астрономічна картина світу і її творці. - М .:
 Наука, 1984.

10. Жаров A.M. Про емпіричному і теоретичному обґрунтуванні од
 Номерний часу // Питання філософії. - 1968. - № 7.

11. Кузнєцов В. І., Ідліс Г. М., Гутіна В. Н. Природознавство. - М .:
 Агар, 1996..

12. Корнєєва А. І. Проблеми пізнання мікросвіту. - М .: Думка,
 1978.

13. Кухлінг X. Довідник з фізики. - М .: Світ, 1985.

14. Лейбніц Г. В. Соч. в 4 т. - Т. 1. - М .: Думка, 1982.

15. Ньютон КС. Математичні початки натуральної філософії //
 Собрание трудов академіка А. Н. Крилова. - Т. VII. - М .; Л .:
 АН СРСР, 1936.

16. Новіков І. Д. Еволюція Всесвіту. - М .: Наука, 1983.

17. основи психофізіології. - М .: ИНФРА-М, 1997.

18. психологічний словник. - М .: Педагогіка-Прес, 1996..


19. Поті М. І. Концепції сучасного природознавства. - СПб .:
 Пітер, 1999.

20. Пригожий І., Стенгерс І. Час, хаос, квант. - М .: Прогрес,
 1994.

21. Рейхенбах Г. Філософія простору і часу. - М .: Про
 прогрес, 1985.

22. Сіаму Д. Фізичні принципи загальної теорії щодо
 сти. - М .: Світ, 1971.

23. Сорокін П. Людина. Цивілізація. Суспільство. - М .: Політіз
 дат, 1992.

24. Філософія природознавства. - М .: Политиздат, 1966.

25. Ейнштейн А. Принцип відносності. - Пг .: Наукове книго
 видавництво, 1922.

26. Ейнштейн А., Інфельд Л. Еволюція фізики. - М .: Молода
 гвардія, 1966.

27. Ясперс К. Сенс і призначення історії. - М .: Политиздат,
 Тисяча дев'ятсот дев'яносто-один.



ПРОСТІР І ЧАС У СУЧАСНІЙ НАУКОВОЇ КАРТИНІ СВІТУ | ХІМІЧНА НАУКА ПРО ОСОБЛИВОСТІ АТОМНО-МОЛЕКУЛЯРНОГО РІВНЯ ОРГАНІЗАЦІЇ МАТЕРИИ


НАУКОВИЙ МЕТОД. СТРУКТУРА НАУКОВОГО ПІЗНАННЯ | ЛОГІКА І ЗАКОНОМІРНОСТІ РОЗВИТКУ НАУКИ. СУЧАСНА НАУКОВА КАРТИНА СВІТУ | Природознавство І МАТЕМАТИКА | Роль математики в розвитку природничих наук | СТРУКТУРНІ РІВНІ ОРГАНІЗАЦІЇ МАТЕРИИ | Зовнішні речові зв'язку 1 сторінка | Зовнішні речові зв'язку 2 сторінка | Зовнішні речові зв'язку 3 сторінка | Зовнішні речові зв'язку 4 сторінка | Зовнішні речові зв'язку 5 сторінка |

© 2016-2022  um.co.ua - учбові матеріали та реферати