Реферат: Пространство и время

Оглавление

TOC o «1-3» h z u Введение PAGEREF_Toc536358837 h3

Развитиепредставлений о пространстве – времени до 20-го века.PAGEREF _Toc536358838 h 4

Понятие пространства и времени в античнойфилософии.PAGEREF _Toc536358839 h 4

Развитие представлений о пространстве и времени вклассической физике.PAGEREF _Toc536358840 h 5

Современныепредставления о природе пространства и времени.PAGEREF _Toc536358841 h 8

Специальная теория относительности.PAGEREF _Toc536358842 h 8

Пространство и время в общей теории относительности и врелятивистской космологии.PAGEREF _Toc536358843 h 14

Пространство и время на уровне микромира.PAGEREF _Toc536358844 h 18

Заключение.PAGEREF _Toc536358845 h 21

ЛИТЕРАТУРА.PAGEREF _Toc536358846 h 22

ВВЕДЕНИЕ

Прошло более 2500 лет с той поры, как было положено начало осмыслениювремени и пространства, тем не менее, и интерес к проблеме и споры философов,физиков и представителей других наук вокруг определения природы пространства ивремени нисколько не снижаются. Значительный интерес к проблеме пространства ивремени естественен и закономерен, влияния данных факторов на все аспекты деятельностичеловека нельзя переоценить. Понятие пространства — времени является важнейшими самым загадочным свойством Природы или, по крайней мере, человеческой природы.Представление о пространстве времени подавляет наше воображение. Недаромпопытки философов античности, схоластов средневековья и современных ученых,владеющих знанием наук и опытом их истории, понять сущность времени –пространства не дали однозначных ответов на поставленные вопросы.

Диалектический материализм исходит из того, что «в мире нет ничего, кроме движущейся материи, идвижущаяся материя не может двигаться иначе, как в пространстве и во времени». Пространство и время, здесьвыступают в качестве фундаментальных форм существования материи. Классическаяфизика рассматривала пространственно — временной континуум как универсальную арену динамики физических объектов. В прошлом веке представители неклассическойфизики (физики элементарных частиц, квантовой физики и др.) выдвинули новые представления о пространстве и времени, неразрывно связав эти категориимежду собой. Возникли самые разные концепции: согласно одним, в мире вообще ничего нет, кроме пустого искривленного пространства, а физическиеобъекты являются только проявлениями этого пространства. Другие концепции утверждают, что пространство и время присущи лишьмакроскопическим объектам. Наряду с интерпретацией времени – пространствафилософией физики существуют многочисленные теории философов, придерживающихсяидеалистических взглядов, так Анри Бергсон утверждал, что время может бытьпознано только нерациональной интуицией, а научные концепции, представляющиевремя, как имеющее какое-либо направление, неверно интерпретируют реальность.

Начинать исследование целесообразно с представлений античнойнатурфилософии, анализируя затем весь процесс развития пространственно — временных представлений вплоть до наших дней.

РАЗВИТИЕПРЕДСТАВЛЕНИЙ О ПРОСТРАНСТВЕ – ВРЕМЕНИ ДО НАЧАЛА 20-ГО ВЕКА.Понятие пространства и времени в античнойфилософии.

Понятие времени возникло на основе восприятиячеловеком смены событий, предоставленной смены состояний предметов икруговорота различных процессов. Естественнонаучные представления опространстве и времени прошли длинный путь становления и развития. Самые первыеиз них возникли из очевидного существования в природе и в первую очередь вмакромире твердых физических тел, занимающих определенный объем. Рациональныеидеи, согласующиеся с сегодняшними представлениями о времени – пространствеможно найти в учениях почти всех античных мыслителей. Так уже в ученииГераклита центральное место занимает идея всеобщего изменения – в ту же рекувступаем и не вступаем. В анализе античных доктрин о пространстве и времени остановимся на двух наиболее полноисследовавших данный вопрос: атомизме Демокрита и системе Аристотеля.

Атомистическая доктрина была развитаматериалистами Древней Греции Левкиппом и Демокритом и во многом предвосхитилафундаментальные открытия ученных прошлого века. Согласно, этой доктрины, всёприродное многообразие состоит из мельчайшихчастичек материи (атомов), которые двигаются, сталкиваются и сочетаются впустом пространстве. Атомы (бытие) и пустота (небытие) являются первоначаламимира. Атомы не возникают и неуничтожаются, их вечность проистекает изотсутствия начала у времени. Атомы двигаются в пустоте бесконечное время,которому соответствует бесконечное время. По Демокриту атомы физически неделимы в силу плотности иотсутствия в них пустоты. Сама же концепция была основана на атомах, которые в сочетании с пустотой образуют всёсодержание реального мира. В основе этих атомов лежат амеры(пространственный минимум материи).Отсутствие у амеров частей служит критерием математической неделимости. Атомыне распадаются на амеры, а последние не существуют в свободном состоянии. Этосовпадает с представлениями современной физики о кварках. Характеризуя системуДемокрита как теорию структурных уровней материи - физического (атомы и пустота) и математического (амеры), мы сталкиваемсяс двумя пространствами: непрерывноефизическое пространство как вместилище и математическое пространство, основанноена амерах как масштабных единицах протяжения материи. В соответствии сатомистической концепцией пространства у Демокрита сложились представления оприроде времени и движения. В дальнейшем они были развиты Эпикуром в стройную систему. Эпикур рассматривалсвойства механического движения исходяиз дискретного характера пространства и времени. Например, свойствоизотахии заключается в том, что все атомы движутся с одинаковой скоростью. На математическом уровне суть изотахии состоит в том, что в процессе перемещения атомы проходят одинатом пространства за один атом времени.

Аристотельначинает анализ с общего вопроса о существовании времени, затем трансформирует его в вопрос осуществовании делимого времени. Дальнейший анализ времени ведётсяАристотелем уже на физическом уровне, где основное внимание он уделяет взаимосвязи времени и движения.Аристотель показывает, что время немыслимо, не существует без движения, но ононе есть и само движение. В такой моделивремени впервые реализована реляционная концепция. Измерить время и выбрать единицы его измерения можно спомощью любого периодического движения,но, для того чтобы полученная величина была универсальной, необходимоиспользовать движение с максимальной скоростью. В современной физике это скорость света, в античной и средневековойфилософии — скорость движения небесной сферы.

Пространство для Аристотеля выступает в качестве некоего отношения предметов материального мира, оно понимаетсякак объективная категория, как свойство природных вещей. Механика Аристотеля функционировала лишь вего модели мира. Она была построена на очевидных явлениях земного мира. Ноэто лишь один из уровней космоса Аристотеля.Его космологическая модель функционировала в неоднородном конечномпространстве, центр которого совпадал с центром Земли. Космос был разделен надва уровня: земной и небесный. Земной уровень состоял из четырёх стихий — земли, воды, воздуха и огня; небесный — изэфирных тел, пребывающих в бесконечномкруговом движении. Аристотелю удалось создать самую совершенную, для своеговремени модель пространства – времени, просуществовавшую более двухтысячелетий.

Развитиепредставлений о пространстве и времени в классической физике.

Следующим значительным шагов в развитиипредставлений о природе пространства и времени были работы представителейклассической физики. Как и для античных исследователей мира, для представителейклассической физики основными были обыденные представления о пространстве ивремени как о каких-то внешних условиях бытия, в которые помещена материя икоторые сохранились бы, если бы даже материя исчезла. Такой взгляд позволилсформулировать концепцию абсолютного пространства и времени, получившую своюнаиболее отчетливую формулировку в работе И. Ньютона “Математические началанатуральной философии”. Этот труд более чем на два столетия определил развитиевсей естественнонаучной картины мира. В нем были сформулированы основные законыдвижения и дано определение пространства, времени, места и движения.

Раскрывая сущностьпространства и времени, Ньютон предлагает различать два вида понятий:абсолютные (истинные, материалистические) и относительные (кажущиеся, обыденные)и дает им следующую типологическую характеристику:

«Абсолютное, истинное,материалистическое время само по себе и своей сущности, без всякого отношения кчему-либо внешнему, протекает равномерно и иначе называется длительностью. Относительное, кажущееся, илиобыденное, время есть или точная, или изменчивая, постигаемая чувствами внешняямера продолжительности, употребляемая в обыденной жизни вместо истинногоматематического времени, как то: час,день, месяц, год...».

Абсолютноепространство по своей сущности, не связано с объектами, помещенными в него, и безотносительнок чему бы то ни было внешнему, остается всегда одинаковым и неподвижным. Относительноепространство есть мера или какая-либо ограниченная подвижная часть, котораяопределяется нашими чувствами по положению его относительно некоторых тел, икоторое в обыденной жизни принимается за пространство неподвижное. Время ипространство составляют как бы вместилища самих себя и всего существующего. Притаком понимании абсолютное пространство и время представлялись некоторымисамодовлеющими элементами бытия, существующими вне и независимо от каких-либоматериальных процессов, как универсальные условия, в которые помещена материя. УНьютона абсолютное пространство и времяявляются ареной движения физических объектов.

Этот взгляд близок ксубстанциональному пониманию пространства и времени, хотя у Ньютона они и неявляются настоящими субстанциями, как материя. Они обладают лишь однимпризнаком субстанции — абсолютной самостоятельностью существования инезависимостью от любых конкретных процессов. Но они не обладают другим важнымкачеством субстанции — способностью порождать различные тела, сохраняться в ихоснове при всех изменениях тел. Такую способность Ньютон признавал лишь заматерией, которая рассматривалась как совокупность атомов. Правда, материя — тоже вторичная субстанция после Бога, который сотворил мир, пространство ивремя и привел их в движение. Бог, являясь существом непространственным ивневременным, неподвластен времени, в котором все изменчиво и преходяще. Онвечен в своем бесконечном совершенстве и всемогуществе и является подлиннойсущностью всякого бытия. К нему не применима категория времени, Бог существуетв вечности, которая является атрибутомБога. Чтобы полнее реализовать свою бесконечную мудрость и могущество, онсоздал мир из ничего, творит материю, а вместе с ней пространство и время какусловия бытия материи. Но когда-нибудь мир полностью осуществит заложенный внем при творении божественный план развития и его существование прекратиться, авместе с миром исчезнут пространство и время. И снова будет только вечность какатрибут Бога и его бесконечная вездесущность. Подобные взгляды выражались ещеПлатоном, Аврелием, Августином, Фомой Аквинским и их последователями.

В этих воззрениях, даже с теологической точкизрения, содержаться глубокие противоречия. Ведь однократный акт творения мира иобреченность его на грядущую гибель не соответствует бесконечному могуществу,совершенству и мудрости Бога. Этим божественным атрибутам более соответствовалобы бесконечное множество актов творения самых различных миров, последовательносменяющих друг друга в пространстве и времени. В каждом из них реализовываласьбы определенная идея, данная этому миру Богом, а все множество этих идей создавалобы бесконечное пространство и время. Подобные идей, высказанные в общем видееще александрийским теологом Оригеном (IIIв. н.э.) и объявленные вскоре ересью, в Новоевремя развивались в философии Лейбница, выдвинувшего идею о предустановленнойгармонии в каждом из потенциально возможных миров. Лейбниц рассматривалпространство как порядок существования тел, а время — как порядок отношения ипоследовательность событий. Это понимание составило сущность реляционнойконцепции пространства и времени, которая противостояла их пониманию какабсолютных и независящих ни от чего реальностей, подвластных только Богу.

Наряду с объективными представлениями опространстве – времени существовали и идеалистические концепции (Беркли, Мах,Авенариус и др.), которые ставят пространство и время в зависимость отчеловеческого сознания, выводя их из способности человека переживать иупорядочивать события, располагать их одно после другого. Так, Кантрассматривал пространство и время как априорные (доопытные) формы чувственногосозерцания, вечные категории сознания, аргументируя это ссылкой на стабильностьгеометрии Евклида в течение двух тысячелетий.

После выхода в свет «Начал» Ньютонафизика начала активно развиваться, причём этот процесс происходил на основе механистического подхода.Однако, вскоре возникли разногласия между механикой и оптикой, которая неукладывалась в классическиепредставления о движении тел. После того, как физики пришли к выводу о волновой природе света вновь возникло понятие эфира - среды в которой светраспространяется. Каждая частица эфира могла быть представлена как источниквторичных волн, и можно было объяснить огромную скорость света огромной твёрдостью и упругостью частиц эфира. Инымисловами эфир был материализацией Ньютоновского абсолютного пространства.

Проблема пространства и времени была тесно связанас концепциями близкодействия и дальнодействия. Дальнодействие мыслилось какмгновенное распространение гравитационных и электрических сил через пустоеабсолютное пространство, в котором силы находят свою конечную цель благодарябожественному проведению. Концепция же близкодействия (Декарт, Гюйгенс,Френель, Фарадей) была связана с пониманием пространства как протяженностивещества и эфира, в котором свет распространяется с конечной скоростью в видеволн. Это привело в дальнейшем к понятию поля, от точки к точке которого ипередавалось взаимодействие. Именно это понимание взаимодействия ипространства, развивавшееся в рамках классической физике, было унаследовано иразвито далее в XXвеке, после крушения гипотезы эфира, в рамках теории относительности иквантовой механики. Пространство и время вновь стали пониматься как атрибутыматерии, определяющиеся ее связями и взаимодействиями.

Современное понимание пространства и времени было сформулировано в теорииотносительности А. Эйнштейна, по-новому интерпретировавшей реляционнуюконцепцию пространства и времени и давней ей естественнонаучное обоснование.

СОВРЕМЕННЫЕПРЕДСТАВЛЕНИЯ О ПРИРОДЕ ПРОСТРАНСТВА И ВРЕМЕНИ. Специальнаятеория относительности.

Специальная теория относительности, созданная в1905 г. А. Эйнштейном, стала результатом обобщения и синтеза классическоймеханики Галелея — Ньютона и электродинамики Максвелла — Лоренца. “Онаописывает законы всех физических процессов при скоростях движения, близких кскорости света, но без учета поля тяготения. При уменьшении скоростей движенияона сводится к классической механике, которая, таким образом, оказывается еечастным случаем”.[1]

Исходным пунктом этойтеории стал принцип относительности. Классический принцип относительности былсформулирован еще Г. Галилеем: “Если законы механики справедливы в однойсистеме координат, то они справедливы и в любой другой системе, движущейсяпрямолинейно и равномерно относительно первой.”[2]

Такие системы называются инерциальными, посколькудвижение в них подчиняется закону инерции, гласящему: “Всякое тело сохраняетсостояние покоя или равномерного прямолинейного движения, если только оно невынуждено изменить его под влиянием движущихся сил.”[3]

Галилей разъяснял этоположение различными наглядными примерами. Представим путешественника взакрытой каюте спокойно плывущего корабля. он не замечает никаких признаковдвижения. Если в каюте летают мухи, они отнюдь не скапливаются у задней стенки,а спокойно летают по всему объему. Если подбросить мячик прямо вверх, он упадетпрямо вниз, а не отстанет от корабля, не упадет ближе к корме. Из принципаотносительности следует, что между покоем и движением — есть оно равномерно ипрямолинейно — нет никакой принципиальной разницы. Разница только в точкезрения. Например, путешественник в каюте корабля с полным основанием считает,что книга, лежащая на его столе, покоится. Но человек на берегу видит, чтокорабль плывет, и он имеет все основания считать, что книга движется и притом стой же скоростью, что и корабль. Так движется на самом деле книга или нет? Наэтот вопрос, очевидно, нельзя ответить просто “да” или “нет”. Спор междупутешественником и человеком на берегу был бы пустой тратой времени, если быкаждый из них отстаивал только свою точку зрения и отрицал точку зренияпартнера. Они оба правы, и чтобы согласовать позиции, им нужно только признать,что книга покоится относительно корабля и движется относительно берега вместе скораблем. Таким образом, слово “относительно” в названии принципа Галилея нескрывает в себе ничего особенного. Оно не имеет никакого иного смысла, крометого, который мы вкладываем в движение о том, что движение или покой — всегдадвижение или покой относительно чего-то, что служит нам системой отсчета. Это,конечно, не означает, что между покоем и равномерным движением нет никакойразницы. Но понятие покоя и движения приобретают смысл лишь тогда, когда указана точка отсчета.

Если классический принципотносительности утверждал инвариантность законов механики во всех инерциальныхсистемах отсчета, то в специальной теории относительности данный принцип былраспространен также на законы электродинамики, а общая теория относительностиутверждала инвариантность законов природы в любых системах отсчета, какинерциальных, так и неинерциальных. Неинерциальными называются системы отсчета,движущиеся с замедлением или ускорением.

В соответствии соспециальной теорией относительности, которая объединяет пространство и время вединый четырехмерный пространственно-временной континуум, пространственно — временныесвойства тел зависят от скорости их движения. Пространственные размерысокращаются в направлении движения при приближении скорости тел к скоростисвета в вакууме (300 000 км/с), временные процессы замедляются вбыстродвижущихся системах, масса тела увеличивается.

Находясь в сопутствующейсистеме отсчета, то есть, двигаясь параллельно и на одинаковом расстоянии отизмеряемой системы, нельзя заметить эти эффекты, которые называютсярелятивистскими, так как все используемые при измерениях пространственныемасштабы и части будут меняться точно таким же образом. Согласно принципуотносительности, все процессы в инерциальных системах отсчета протекаютодинаково. Но если система является неинерциальной, то релятивистские эффектыможно заметить и изменить. Так, если воображаемый релятивистский корабль типафотонной ракеты отправится к далеким звездам, то после возвращения его на Землювремени в системе корабля пройдет существенно меньше, чем на Земле, и эторазличие будет тем больше, чем дальше совершается полет, а скорость кораблябудет ближе к скорости света. Разница может измеряться даже сотнями и тысячамилет, в результате чего экипаж корабля сразу перенесется в близкое илиотдаленное будущее, минуя промежуточное время, поскольку ракета вместе сэкипажем выпала из хода развития на Земле.

Подобные процессызамедления хода времени в зависимости от скорости движения реальнорегистрируются сейчас в измерениях длины пробега мезонов, возникающих пристолкновении частиц первичного космического излучения с ядрами атомов на Земле.Мезоны существуют в течении 10-6 — 10-15 с (в зависимостиот типа частиц) и после своего возникновения распадаются на небольшомрасстоянии от места рождения. Все это может быть зарегистрированоизмерительными устройствами по следам пробегов частиц. Но если мезон движетсясо скоростью, близкой к скорости света, то временные процессы в немзамедляются, период распада увеличивается (в тысячи и десятки тысяч раз), исоответственно возрастает длина пробега от рождения до распада. Итак,специальная теория относительности базируется на расширенном принципеотносительности Галилея. Кроме того, она использует еще одно новое положение:скорость распространения света (в пустоте) одинакова во всех инерциальныхсистемах отсчета. Но почему так важна эта скорость, что суждение о нейприравнивается по значению к принципу относительности? Дело в том, что мы здесьсталкиваемся со второй универсальной физической константой. Скорость света — это самая большая из всех скоростей в природе, предельная скорость физическихвзаимодействий. Долгое время ее вообще считали бесконечной. Она былаустановлена XVXвеке, составив 300 000 км/с. Это огромная скорость по сравнению с обычнонаблюдаемыми скоростями в окружающем нас мире.

Представим себе эксперимент: большой спутникдвижется по орбите вокруг Земли, и с него, как с космодрома, запускается ракета- межпланетная станция к Венере. Запуск производится строго в направлениидвижения орбитального космодрома. Из законов классической механики следует, чтоотносительно Земли ракета будет иметь скорость, равную сумме двух скоростей:скорость ракеты относительно орбитального космодрома плюс скорость самогокосмодрома относительно Земли. Скорости движений складываются, и ракетаполучает довольно большую скорость, которая позволяет преодолеть притяжениеЗемли и улететь к Венере.

Другой эксперимент:со спутника испускается луч света по направлению его движения. Относительноспутника, откуда он испущен, свет распространяется со скоростью света. Каковаскорость распространения света относительно земли? Она остается такой же. Дажеесли свет будет испускаться не по движению спутника, а в прямо противоположномнаправлении, то и тогда относительно Земли скорость света не изменится.

Эксперимент, который должен былпоказать изменение скорости света в движущихся телах и соответственно абсолютных характер движения этих тел, был выполнен в 1881 г. Майкельсоном (1852 — 1931). В последствии его не раз повторяли. По существу, эксперимент Майкельсонасоответствовал сравнению скорости сигналов, идущих к экранам на корме и на носудвижущегося корабля, но в качествекорабля была использована сама Земля, движущаяся в пространстве со скоростью около 30 км/сек. Далее, сравнивали не скорость луча, догоняющего тело и луча, идущегонавстречу телу, а скоростьраспространения света в продольном и поперечном направлениях. В инструменте, примененном в опыте Майкельсона, так называемоминтерферометре, один луч шел по направлению движения Земли — в продольном плечеинтерферометра, а другой луч — впоперечном плече. Различие в скоростях этих лучей должно было продемонстрировать зависимость скорости светав приборе от движения Земли.

Результаты эксперимента Майкельсона оказались отрицательными. На поверхности Земли светдвижется с одной и той же скоростью во всех направлениях.

Такойвывод казался крайне парадоксальным. Он должен был привестик принципиальному отказу от классического правила сложения скоростей. Скорость света одна и та же во всех телах,движущихся по отношению друг к другу равномерно и прямолинейно. Свет проходит с неизменной скоростью, приблизительно равной 300000 км/сек., мимо неподвижноготела, мимо тела, движущегося навстречу свету, мимо тела, которое свет догоняет.Свет — это путник, который идет по полотну железной дороги, между путями, с одной и той же скоростьюотносительно встречного поезда, относительно поезда, идущего в том женаправлении, относительно самогополотна, относительно пролетающего над ним самолета и т.д., или пассажир, который движется по вагонумчащегося поезда с одной и той же скоростью относительно вагона и относительноЗемли.

Это — иллюстрация тоговажнейшего утверждения, которое положено в основу специальной теорииотносительности. Движение света принципиально отличается от движения всехдругих тел, скорость которых меньше скорости света. Скорость этих тел всегдаскладывается с другими скоростями. В этом смысле скорости относительны: ихвеличина зависит от точки зрения. А скорость света не складывается с другимискоростями, она абсолютна, всегда одна и та же, и, говоря о ней, нам не нужноуказывать систему отсчета. Абсолютность скорости света не противоречит принципуотносительности и полностью совместима с ним. Постоянство этой скорости — законприроды, а поэтому — именно в соответствии с принципом относительности — онсправедлив во всех инерциальных системах отсчета.

Скорость света — этоверхний предел для скорости перемещения любых тел в природы, для скоростираспространения любых волн, любых сигналов. Она максимальна — это абсолютныйрекорд скорости. “Для всех физических процессов скорость света обладаетсвойством бесконечной скорости. Для того чтобы сообщит телу скорость, равнуюскорости света, требуется бесконечное количество энергии, и именно поэтомуфизически невозможно, чтобы какое-нибудь тело достигло этой скорости. Этотрезультат был подтвержден измерениями, которые проводились над электронами.Кинетическая энергия точечной массы растет быстрее, нежели квадрат ее скорости,и становится бесконечной для скорости, равной скорости света”[4]

. Поэтому часто говорят, что скорость света — предельная скорость передачи информации. И предельная скорость любых физическихвзаимодействий, да и вообще всех мыслимых взаимодействий в мире.

Со скорость света тесносвязано решение проблемы одновременности, которая тоже оказываетсяотносительной, то есть зависящей от точки зрения. В классической механике,которая считала время абсолютным, абсолютной является и одновременность. В теории относительности Эйнштейна вопросо свойствах и структуре эфиратрансформируется в вопрос о реальности самого эфира. Отрицательные результаты многих экспериментов по обнаружению эфира нашли естественное объяснение в теории относительности — эфир не существует. Отрицание существования эфира и принятиепостулата о постоянстве и предельностискорости света легли в основу теории относительности, которая выступает как синтез механики иэлектродинамики.

Принципотносительности и принцип постоянства скорости света позволили Эйнштейну перейти от теории Максвелла дляпокоящихся тел к непротиворечивой электродинамике движущихся тел. ДалееЭйнштейн рассматривает относительность длин и промежутков времени, что приводит его к выводу о том, чтопонятие одновременности лишено смысла:«Два события, одновременные принаблюдении из одной координатной системы, уже не воспринимаются какодновременные при рассмотрении из системы,движущейся относительно данной».

Коренным отличием специальной теории относительности от предшествующих теорий является признаниепространства и времени в качестве внутренних элементов движения материи, структура которых зависит отприроды самого движения, является его функцией. В подходе Эйнштейна пространству и времени придаются новые свойства: относительностьдлины и временного промежутка, равноправность пространства и времени.

В1907-1908 гг. Герман Миньковский (1864 — 1908) придал теорииотносительности весьма стройную и важную для последующего обобщениягеометрическую форму. В статье«Принцип относительности» (1907) и в докладе «Пространство и время» (1908) теория Эйнштейнабыла сформулирована в виде учения об инвариантах четырехмерной евклидовой геометрии. У нас нет сейчас ни возможности, ни необходимостидавать сколько-нибудь строгое определение инварианта и присоединить что-нибудь новое к тому, что уже было о нем сказано. Понятиемногомерного пространства, в частностичетырехмерного пространства, также не требует здесь строгого определения; можноограничиться 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. Придвижении геометрической фигуры в пространстве координаты точек меняются, а расстояния между ними остаются неизменными.Как уже было сказано, существование инвариантов координатных преобразований можно назвать равноправностью системотсчета, равноценностью точек, в каждой можно поместить начало координатной системы, причем переход от одной системы кдругой не сказывается на расстояниях между точками. Подобная равноценностьточек пространства называется его однородностью. В сохраненииформы тел и соблюдении неизменных законов их взаимодействия при преобразованиях выражается однородность пространства. Однакопри очень больших скоростях, близких кскорости света, становится очень существенной зависимость расстояния между точками от движения системы отсчета. Если одна система отсчета движется поотношению к другой, то длинастержня, покоящегося в однойсистеме, окажется уменьшенной приизмерении ее в другой системе. В теории Эйнштейна пространственные расстояния (как и промежутки времени) меняются при переходеот одной системы отсчета к другой, движущейся относительно первой. Неизменнойпри таком переходе остается другая величина, к которой мы и перейдем.Миньковский сформулировал постоянство скорости света следующим образом. Прикоординатном преобразовании остается неизменным расстояние между двумяточками, например путь, пройденный движущейся частицей.Чтобы вычислить это расстояние — путь, пройденныйчастицей, — нужно взять квадраты приращений трех координат, т.е. квадраты

еще рефераты

Еще работы по философии

Реферат по философии

Атомистический материализм Демокрита

29 Августа 2013

Реферат по философии

Возрождение (Ренессанс)

13 Июля 2015

Реферат по философии

Перикл - лидер Афинской демократии

29 Августа 2013

Реферат по философии

Вкус как эстетическая категория

29 Августа 2013