Реферат: Пространство и время

1. Начало

Ни один изкрупных философов от древности до ХХ века не обходил вниманием понятияпространства и времени, поэтому недостатка в реферируемом нет, и этонемаловажно. Вопрос, что же есть пространство и время, тем не менее, каккажется мне, еще далек от своего полного разрешения. Физика уходящего столетиязаставила несколько раз поменять взгляды на столь фундаментальные понятия ивыявила несостоятельность большинства философских концепций. Наверное, сейчасредкий философ рискнет обсуждать этот вопрос, отдав его на откуп физикам. Ввидуотсутствия ясного взгляда на пространство и время и даже, быть может, ихчеткого определения, нам остается рассмотреть историю вопроса, котораяоткрывается греческой философией и проходит практически через все основные философскиеучения. В реферате сознательно обойдем слишком экзотические концепции, такиекак теория Бергсона, и это вовсе не значит, что они были совсем упущены извида. Дело в том, что их ценность для современности и будущего наукипредставляется сомнительной.

Всемногообразие взглядов можно разделить на две основные категории. 1)пространство и время субъективны; 2) они объективны. Пожалуй, нумерацию лучшепоменять, т. к. я являюсь последовательным сторонником первой точки зрения. Вразные времена люди ставили разные вопросы касательно природы и свойствпространства и времени, но один из них, по крайней мере, прослеживаетсяиздревле: существует ли «пустое пространство»? Позже к нему примкнул другой:можно ли говорить о времени, если «ничего не происходит». Скажу, что на этивопросы в середине ХХ века, наконец-то, получен строгий однозначный ответ –нет. А вот почему? С объяснением придется подождать. Необходимые комментарии ипояснения будут даны по ходу обсуждения.

Действительно,категории пространства и времени являются, пожалую, одними из самых сложных вфилософии. Человек желает раскрыть истинный смысл и природу вещей и явлений,его окружающих. Если с объяснением материальных объектов (назовем их так) дело обстоит более менее неплохо,то с пространством и временем вопрос темный. Как мне представляется, причинасостоит в том, что большинство материальных объектов человек может «повертеть вруках», рассмотреть их, поэкспериментировать с ними и, поразмыслив, составитьпредставление об их природе. Ставить опыты со временем и пространствомчеловечество еще не научилось, и на долю ученых остается лишь их мысленноесозерцание. Мы до сих пор подобны греческим философам, которые строили своиметафизические теории без активного вмешательства в природу, ограничиваясь случайными,и, в общем-то, неупорядоченными наблюдениями. Понятно, что при этом труднорассчитывать на глубокое и правильное понимание вопроса. Видимо придется ждатьнового Галилея, который сможет ставить опыты со временем и пространством.

2.Греки

Итак, начнем сгреков. Большинство из философов того далекого прошлого не интересовалисьпространством в чистом виде, обсуждение подобных проблем носило вспомогательныйхарактер при анализе покоя и движения и вообще в метафизике. А это в своюочередь для греков неизбежно сводилось к вопросу о существовании пустоты или,мы бы сказали, «пустого пространства», не заполненного никакими телами. Причемлюди уже тогда хорошо понимали, что воздух не есть настоящая пустота – это тожетело (среда). Доводы сторонников существования пустоты в природе сводились каргументу, что если бы в мире все места были заполнены, то тела не смогли быдвигаться, и это противоречит истинному положению дел. Этот довод был оченьсильным и греки, в общем-то, ничего не смогли противопоставить ему по существу.Вывод, сделанный последователями Парменида, был неожиданным и парадоксальным, –движения нет. Не будем обсуждать мировоззрение и философию, следующее отсюда,сосредоточимся на самом утверждении. «Конечно, можно возразить, и, вероятно,это будет основательно, что движение никогда не может возникнуть в заполненномпространстве, но нельзя обоснованно утверждать, что оно там вовсе не можетпроисходить».

Оченьзамечательны в этом отношении апории Зенона, ученика Парменида. Мы вполне можем утверждать, что эти парадоксыкасаются непосредственно свойств пространства и времени. Они настолько широкоизвестны, что приводить их здесь смысла не имеет, перейдем сразу же к анализу.Зенон старался показать при их помощи парадоксальность движения. Но для насочень важно то, что пространственный отрезок Зенон считал возможным делить добесконечности также как и рассматривать бесконечно близкие моменты времени.Таким образом, можно утверждать, что в античности пространство и времямыслились непрерывными, это один из важнейших для нас моментов, запомним это.

СовременникиЗенона были настолько поражены апориями, что конечно же старались найтикакие-то объяснения. Здесь я упомяну интересное разрешение этих парадоксов,данное Демокритом. Вообще последовательная позиция этого атомиста заслуживает уважения, ведь онсчитал «зернистым» не только вещество, но и время, и пространство. Довод Демокрита состоял втом, что пространство дискретно, и для тела возможно лишь определенное счетноемножество положений. Поясняя эту мысль, скажу, что пространство представлялосьему как бы разлинованным на клеточки, и атомы могут находиться только вопределенных клетках, а с одного место в соседние перемещаться скачкообразно.Долгое время казавшаяся оригинальной, но не имеющей никакого отношения кдействительности, эта точка зрения вновь привлекла к себе внимание лишь сейчасв связи с гипотезами относительно теории квантовой гравитации.

Позже грекиотчетливо разделяли материю и пространство, как вместилище всех вещей, наиболеечетко такая позиция сформулирована у Аристотеля: «Утверждающие существованиепустоты называют ее местом; в этом смысле пустота была бы местом, лишеннымтела». Кстати, у Аристотеля движение возможно только благодаря веществу.Брошенное тело высвобождает позади себя место, куда устремляется воздух,подталкивая тело вперед. Далее следует развитие этой мысли, что в болееразреженной среде сопротивление движению слабее и тело движется быстрее. Так впустоте движение стало бы настолько быстрым, что тело приобрело свойствовездесущности. Этот вывод говорит о весьма оригинальном понимании Аристотелемпространства и его свойств. Несмотря на кажущуюся наивность такой точки зрения,здесь содержится весьма глубокое умозаключение, что в пустом пространстве всеположения (точки) равноправны.

Говоря обантичном воззрении на пространство и время, никак нельзя обойти геометриюЕвклида. Это, наверное, первая строгая и последовательная научная теория,построенная индуктивным способом на основе аксиом, которых в элементарнойгеометрии пять. Эти постулаты казались совершенно естественными и неколебимымидля математиков вплоть до Лобачевского, Бойли и Римана (см. ниже). АксиомыЕвклида произошли исключительно из опыта, т.е. согласно Канту представляютсобой синтетические высказывания, однако, тот же немецкий философ замечает, чтоданы они человеку априори. Что важно для нас в античной геометрии. Наверное,стоит отметить то, что люди научились теоретически обращаться с идеальнымиобъектами на плоскости – точками, прямыми и т. д., греки смоглиабстрагироваться от реальных объектов и рассматривать отдельно форму. Можно сказать, что во времена Евклида,появились абстрактные представления о пространстве. Это знаменует качественнойскачек в сознании, с пространством, оказывается, можно оперировать, отвлекаясьот наполняющего его вещества.

3. От Исаака до Альберта

Вкратцепознакомившись с мнением античных философов относительно пространства ивремени, так как их точка зрения представляет скорее исторический интерес,двинемся дальше. Примем к сведению их порой оригинальные теории, но не станемспорить с классиками. Гораздо важнее для нас Декарт, «… доводы которого точносовпадают с положениями ранних греческих философов, сказал, что протяженностьявляется сущностью материи, а, следовательно, материя имеется повсюду. У негопротяженность – прилагательное, а не существительное, ее существительное –материя, и без своего существительного протяженность не может существовать. Длянего пустое пространство также абсурдно, как счастье без чувствующего существа,которое счастливо». Можно констатировать, что для Декарта пространство, кольскоро оно есть, заполнено материей, средой. И такую особенную среду Декартизобрел, назвав ее «тонкой материей». Для физиков второй половину прошлого векатакой «тонкой материей» был эфир – некая среда, наполняющая пространство,относительно которой распространяются электромагнитные волны. Видимо,использовав такую аналогию, я не сильно искажаю понятие «тонкой материи»Декарта (за исключением, естественно, всего сказанного об колебанияхэлектромагнитного поля). Пространство надо было заполнить такой протяженнойматерией, причем эта материя практически не проявляется в нашем мире. Мнепредставляется, что тогда «токая материя» фактически ничем не отличается отпустоты.

Декарт, похоже,все же очень хотел исследовать пространство как таковое без вещества. Неудивительно, что прогресс в этой области был достигнут рационалистом, ведьвозможность исследования пространства эмпирическими методами представляется натот момент несколько сомнительной. Декарту принадлежит изобретение координатнойплоскости. Это уже следующая степень абстракции после Евклида. За счет введениясистемы координат удалось свести геометрию к чисто аналитической дисциплине, неговоря о том, что сам метод координат играет решающую роль в современнойрелятивистской физике. Декартовы координаты, будучи определены при помощитройки действительных чисел, совершенно четко показывают непрерывностьпространства и его трехмерность. Выражаясь языком современной математики, послеДекарта пространство стало многообразием, т.е. таким множеством элементов(точек), которое можно параметризовать при помощи набора действительных чисел.Утверждение о том, что пространство есть многообразие, является важнейшимположением современной физики.

Следующийпринципиальный шаг был сделан с появлением механики Исаака Ньютона. Чтобысформулировать законы динамики Ньютону пришлось обратиться к принципиальномувопросу, что есть пространство и время? Ему было необходимо просто-напростодать определение этим понятиям, раз уж он строил аксиоматическую теориюнаподобие евклидовой геометрии.

Ньютон пишет:«Абсолютное пространство по самой своей сущности, безотносительно к чему бы тони было внешнему, останется всегда одинаковым и неподвижным. Относительное естьего мера или какая-либо ограниченная подвижная часть, которая определяетсянашими чувствами по положению его относительно некоторых тел и которое вобыденной жизни принимается за пространство неподвижное…». Здесь представляетсяизлишним комментировать это положение Ньютона, оно весьма аналогично егосуждению о времени. Важно, что в «Началах …» различается абсолютное иотносительное движения, причем это обсуждается автором очень тщательно.

НаверноеНьютон находился под влиянием Декарта, но выкинув «тонкую материю», оставляетдля своей механики только абстрактную жесткую и неподвижную систему координат,считая однако ее вполне реальной сущностью. Разделяя абсолютное и относительноедвижение, Ньютон даже сделал шаг назад по сравнению с Декартом, который ещераньше вполне правильно понимал относительность всякого движения. Возможнофилософские моменты довольно непоследовательны и искусственны, но не будемзабывать, что задача Ньютона была совсем в другом – научиться описыватьдинамику тел. Успех механики был столь велик, что «судить победителя» научноесообщество взялось только два столетия спустя, когда началось внимательноеосмысление фундаментальных положений теории Исаака Ньютона такими учеными как Ланге и Мах.

Вернемся чутьназад во времени. (Мне очень трудно придерживаться хронологии и в то же времяне разрывать логически изложение эволюции той или иной концепции.) Чтобызавершить разговор о пространстве и времени, как его представляли люди начала

XIX столетия, надо обсудитьнекоторые субъективистские парадигмы. Наверное, во времена Юма возникло такженовое причинное понимание времени, которое, упрощенно говоря, состоит в том,что время воспринимает нами как «параметр», по которому упорядочиваются причинаи производимое ею следствие. Вообще в это время мы видим, как наряду с вопросомо времени появляется вопрос причинности, но это уже лежит за пределамиопределенного мной реферата.

Следующий наком мы остановим свой пристальный взгляд – Лейбниц. Но тут мы сталкиваемся сновой субъективной теорией пространства, которая нашла свое завершение вфилософии Канта. Основываясь на своем учении о монадах. Лейбниц считает, что«пространства – как оно является чувствам, и как его рассматривает физика, – несуществует, но оно имеет реального двойника, а именно расположение монад втрехмерном порядке соответственно точки зрения, с которой они отражают мир.Каждая монада видит мир в определенной перспективе присущей только ей; в этомсмысле мы можем несколько произвольно говорить о монадах как имеющихпространственное положение». Я лично не могу принять такую позицию, но всю своюкритику я обрушу на Лейбница и Канта вместе, а пока надо прейти к теориипространства и времени последнего, что дать пищу нашему обсуждению.

Кантутверждает, что наши ощущения имеют причины, которые он называет «вещами всебе». Наше восприятие, называемое «феноменом», состоит из «ощущения»(объективная составляющая) и «формы» явления. Форма не есть само ощущение, этосубъективный аппарат, устанавливающий определенные отношения явлений и их порядок.Форма не зависит от среды и априорна, она всегда присутствует в нас и несвязана с опытом. У «чистой формы» есть две составляющие – пространство ивремя. При этом пространство «ответственно» за внешние ощущения, а время – завнутренние. Для обоснования своей позиции Кант выдвигает несколькодоказательств, что пространство и время являются априорными формами.

«Пространствоне есть эмпирическое понятие, отвлекаемое от внешнего опыта, В самом деле,представление пространства должно уже лежать в основе для того, чтобы известныеощущения были относимы к чему-то вне меня (то есть к чему-то в другом местепространства, чем то, где я нахожусь), а также для того, чтобы я могпредставлять их как находящиеся вне друг друга, следовательно, не только какразличные, но и как находящиеся в различных местах»[1]

«Пространствоесть не дискурсивное, или, как говорят, общее, понятие об отношениях вещейвообще, а чисто наглядное представление. В самом деле, можно представить себетолько одно единственное пространство, и если говорят о многих пространствах,то под ними подразумевают лишь части одного и того же единого пространства, ктому же эти части не могут предшествовать единому всеохватывающему пространствукак его составные элементы (из которых возможно было бы сложение), но могутбыть мыслимы только как находящиеся в нем. Пространство существенно едино;многообразное в нем, а, следовательно, также общее понятие о пространствахвообще основывается исключительно на ограничениях».

Другиеаргументы Канта состоят в том, что поскольку мы не можем вообразить, что несуществует пространство, то это понятие априорное, кроме того пространство –бесконечно данная величина. Последние заключения не состоятельны, т.к. являютсясугубо субъективными, и другой человек может воображать все совершенно иначе.Серьезный аргумент не может быть основан на том, что можно или нельзя представить.Против утверждения из первой цитаты можно сказать, что раз пространственноерасположение вещей завит от субъекта, расставляющего их (чтобы расширить нашукритику и на Лейбница тоже вместо слова«субъект» можно ставить слово «монада»). Но нельзя же игнорировать физическиезакономерности, которые определяют движение тел в пространстве. Получается, посовпадению для разных субъектов эти законы одинаковы, в то время, какрасполагать предметы они могут по своей воле.

В принципевыводы, которые делает Кант, еще можно было стерпеть в конце

XVIII века во время торжестваньютоновской механики, но с появлением общей теории относительности онистановятся с очевидностью ошибочными. Поясню свою мысль. Дело в том, что вэйнштейновской теории гравитации искривление самого пространства ведет к вполнеопределенным регистрируемым эффектам. Если стоять на позиции Канта, тополучатся, что мое субъективное восприятие мира («вид» пространства) приводит кобъективным ощущениям (физическим явлениям).

Второедоказательство Иммануила Канта, касающееся единствапространства и невозможности воображения «других» пространств», срелятивистской точки зрения опровергается тем, что пространство илипространства не являются субстанциями (так считает Бертран Рассел). Я же могудобавить, что если понимать «пространство» в математическом смысле слова, т.е.допустить существование пространств различных размерностей, сигнатур итопологий, то они никак не могут являться частями одного (плоского трехмерного)пространства. Мне кажется, что здесь я достаточно показал несостоятельностьтеории Канта с точки зрения современной науки, поэтому не будем углублятькритику, а лучше обратимся к более важным и реалистичным парадигмам, тем более,что нас ждет новая эпоха – время релятивизма.

4. Относительно относительности

Сложно оценитьнасколько громадный вклад в учение о пространстве внес немецкий математикРиман. Его мысли были столь прогрессивны, что полностью не исчерпаны даже всовременной физике. Эйнштейн многое взял у Римана, от части развенчивая первого,можно даже сказать, что идеология общей теории относительности (ОТО) заложенаеще в работах Римана середины прошлого (позапрошлого) века. Взгляды Римананаиболее компактно изложены в лекции, прочитанной 10 июня 1854 года(опубликовано в 1868 г.)

Риман вводитпонятие

n-протяженнойвеличины, что на более понятном нам языке означает многомерное пространство.Естественно представить его можно только аналитически, а ни как не вообразитьсебе его наглядно. Математика того времени, как раз начала уже оперировать состоль абстрактными объектами, не даваемыми нам повседневным опытом. Предвидявозможные возражения и непонимание у современников, Риман долго в своей работеразъясняет понятие многомерности. Сейчас множественностьпространственно-временных измерений встречается в физике довольно часто, нотогда такое обобщение многим казалось необоснованным. Некоторые предостережениядавали позитивисты того времени, в том числе и Мах, но, впрочем, они разделялипозицию Римана. Возник новый вопрос: «Почему пространство трехмерно?»

Первымприменением многомерности можно назвать четырехмерное пространство Минковского,где наряду с ординарными пространственными измерениями фигурирует время. Невдаваясь в математические пояснения, скажу, что, однако, у нового измерения естьнекоторые замечательные особенности, и как следствие метрика такогопространства оказывается индефинитной[2]

.Вообще говоря мало ввести еще одно число, как измерение, например температуруданной точки. Новая координата должна быть «однородной» с остальными, должнысуществовать преобразования «связывающие» друг с другом различные измерения (вслучае с температурой их нет). Для четырехмерного пространства-времениМинковского такими преобразованиями являются преобразования Лоренца, имеющими,как показал Эйнштейн, физический смысл.

Вот мы плавнои перешли к обсуждению специальной теории относительности (СТО). Эйнштейн ввелпостулат о различимости физических процессов и об одинаковости скорости света вразных инерциальных системах отсчета. Далее математическими выкладками несложно получить все «чудеса» СТО такие как замедление времени движущихся часов,сокращение длины и проч. Но на мой взгляд важнее все именно констатациячетырехмерности нашего пространства. Повороты, или так называемые бусты, впространстве Минковского эквивалентны переходу в движущуюся систему отсчета,где уже будут несколько другими временные и пространственные координаты, что иприводит к перечисленным релятивистским эффектам.

Но стоитзаметить, это мое мнение, хотя в нем я и не до конца тверд, чтопространство-время в СТО все же абсолютно(!), вопреки распространенномуобратному мнению. За исключением четвертого измерения, оно вполне аналогичноньтоновскому (см. выше), т.е. положение и скорость тел измеряется по отношениюк координатной системе, а не относительно других тел. Определение же этой самойинерциальной системы координат умалчивается. Все те же постулаты Ньютона опространстве можно переложить и для пространства-времени с небольшимиизменениями. Слово же «относительность» в названии теории связанно снеразличимостью физики в различных, опять таки выделенных априори, инерциальныхсистемах. Вся критика Маха в такой же степени применима к Эйнштейну как и кНьютону.

Конечно, СТО новая колоссальная веха, впонимании сущности пространства и времени, того что пространство и время едины,что они есть проявления единой сущности. Однако и СТО не лишена недостатков. Насей день я не вижу ни одной теории, которая преодолела трудности предъявленныеМахом, и хотя эти проблемы носят принципиальный характер, но все же являютсяпонятийными, на полезности теории и ее адекватности эксперименту они никак несказываются, и в конечном счете носят схоластический характер.

5. Последнее время

Мы все ближе ксамому интересному – последним достижениям науки в деле изучения пространства ивремени.

В свете ОТОвсе что есть в мире – это искривленное пространство-время и материя,наполняющая его и движущаяся в нем. Как любят говорить физики, есть геометрия ивещество. Эйнштейну всю его жизнь не нравилась такая разнородность. Он хотелвсе объяснить только геометрией – вот уж действительно стройная картина мира.Материальные явления при этом есть какое-то особое проявление «гравитации» илиискривления некоего нового рода.

К постановкевопроса о геометризации физики первым пришел на самом деле не Альберт Эйнштейн.Гораздо раньше (1876 г.) Клиффорд написал резюме «О пространственной теорииматерии», которая была написана до создания не только квантовой механики, но итеории относительности.

Путь решенияэтой проблемы геометризации состоял в добавлении измерений к тем четырем,которые установила теория относительности, дополнительных, проявление которыхзаключалось бы в других (электрических и магнитных) силах, или еще как-нибудьпо-другому видоизменить ОТО – таково было основное направление течения мыслиученых. В 20-30-х годах прошлого века появились различные многомерные теории,включающие кроме гравитации геометрическое толкование электромагнетизма. Однойиз самых простых подобных теорий была теория Калуцы. Он ввел пятое измерение,тем самым объяснив электромагнетизм, но его модель содержала побочныепредсказания, которые не нашли отражения в действительности, и теория в целомоказалась нежизнеспособной, как и ряд других подобных гипотез того времени.Эйнштейн до конца жизни не оставлял своей программы геометризации физики, нотак и не нашел заветную Единую теорию поля. Трудностей добавило открытие крометого нового сорта (ядерных) сил, объяснение которых тоже требовалось включить втеорию.

Коль скороразговор зашел о многомерных теориях, стоит упомянуть, что уже в конце 70-хгодов ХХ века физики снова пришли к экстраизмерениям. Это связанно с теориейструн – одним из подходов на пути объединения всех видов взаимодействий вфизике. Выяснилось, что различные виды струн могут существовать только впространствах определенной размерности. Такой критической размерностью для такназываемых суперструн являются 10 измерений. Куда же деть 6 лишних измерений?Ведь мы видим всего 4 из них (3 пространственных и одно время). Для этого былпридуман принцип компактификации, согласно которому «лишние» измерения«свернуты» до столь малого масштаба, что до сих пор не приводили к опытнымследствиям.

В то же времяПероуз показал, что наличие именно трех пространственных измерений и одноговременного напрямую следует из существования спинорной структуры. Еслипространство-время наделено такой структурой (а оно такой структуройдействительно обладает, т. к. существуют частицы со спином ½), то оно,однозначно, будет только четырехмерным с тремя пространственными измерениями иединственным временем. Это впечатляет, хотя я здесь и не могу раскрытьдостаточно полно этот момент и доступно объяснить, что есть спинорнаяструктура. Непосвященному читателю придется и так поверить в полученные выводы.

Другой, ещеболее революционной, теорией, появившейся в ХХ века стала квантовая механика.Хотя она на прямую и не связана с понятиями пространства и времени, используя«готовую» теорию относительности, квантовая механика тем не менее и здесьвнесла новизну. Я говорю о предсказании существования так называемыхвиртуальных частиц. Дело в том, что даже в пустом пространстве постоянно идетпроцесс рождения и гибели виртуальных пар частица-анитичатица,происходит, как говорят, кипение вакуума. Причем это кипение никаким образомнельзя остановить или усилить, его причина лежит именно в квантовой неопределенности,физические поля не могут полностью обратиться в ноль ни при каких условиях,всегда существуют так называемые нулевые колебания, флуктуации около нуля. Длянас это имеет самое решительное значение, т.к. пространство, оказывается,всегда чем-то заполненным, не может быть в принципе(!) пустого пространства,есть физический вакуум. Нет и «пустого», «не наполненного» событиями времени,всегда есть процесс рождения-гибели виртуальных пар. Вспомним, этим вопросом осуществовании пустого пространства и времени, «если ничего не происходит», какраз и задавался Декарт и другие философы. Так современная физика далиоднозначный ответ, на один из древних вопросов.

Но главнуюпроблему для теории гравитации Эйнштейна квантовая механика создает в другом.Принцип неопределенности Гейзенберга и вероятностную трактовку всех явленийнадо расширить на само пространство-время. «Вероятностная геометрия» (хорошо бызвучало) это уже что-то совсем поразительное. Скажу сразу, этот вопрос до сихпор не решен, является одним из центральных в фундаментальной теоретическойфизике начале третьего тысячелетия и носит название – квантовая гравитация.

Кстати,Эйнштейн до конца своих дней был противником квантовой механики и считал еелишь временной теорией, хорошо описывающей явления микромира на данном этапе,однако, ее принципиальная сторона Альберту не нравилась, «бог не играет вкости», – любил он говорить, возражая против вероятностной трактовки, существующей в квантовой физики. Природаквантовых явлений на самом деле, считал Эйнштейн, лежит глубже, есть скрытыепараметры, а мы не зная их можем вычислять явления лишь с той или инойвероятностью. Некоторые придерживаются мнения, что суть квантовых явлений вособом поведении пространства-времени на малых масштабах. Но, скажу, это сейчасне является общепризнанной позицией, квантовая механика принята подавляющимбольшинством физиков как фундаментальная теория.

Теперьобъясню, как квантовая механика, «мешает» теории гравитации Эйнштейна. Дело втом, что как и другие физические поля, гравитационное поле подвержено квантовымфлуктуациям, эдакому дрожанию, неопределенности. Именно об этом и говорил всвое втором замечании, которое касается бесконечно малого, Риман (см выше).Риман, конечно, не имел и представления о квантовой физике, но он правильнопредостерег нас, что нельзя автоматически считать пространство плоским в малом,если оно плоское на макроскопическом масштабе. Чтобы непосвященный читатель понял,я приведу сравнение с морем. Море плоское, однако если вглядеться, то наповерхности воды есть рябь, т.е. в малом поверхность воды отнюдь не плоская.

К сожалению насовременном этапе мы можем лишь только догадываться, что делается на такихмасштабах. На настоящем этапе нет ни последовательной теории, ни возможностипроведения эксперимента в области квантовой гравитации. Хоть я и использовал(замечу в кавычках) термины «квант пространства», «квант времени» их нельзяпока считать чем-то дискретным или вкладывать какой-либо другой смысл, т.к.,повторю, что это – мы не знаем, а лишь можем оценить по порядку величиныпланковский масштаб.

Все безисключения теории, имеющие дело с пространством-временем, до сих пор считаютэти его непрерывным многообразием, это подразумевал Ньютон, это подразумевалЭйнштейн, это принято сейчас. Однако, если мы откажемся от представления, чтопространство-время – непрерывное многообразие без края (по сути это началось сДекарта), а будем считать его множеством более общего типа, то, видимо, какотмечает американский математик Пероуз, мы придем к новой физике и к новомупониманию природы пространства. Такие попытки делались (некоторые из нихописывает Блохинцев), но они настолько слабы, что даже назвать их гипотезамидовольно трудно. Это и понятно, ведь помыслить пространство не непрерывным, иликаким-то, может быть, еще более странным, и развить соответствующую теорию неудается пока даже нам, людям, уже привыкшим к революциям в мировоззрении.

6.Не конец

Мне кажется, ядостаточно полно осветил, основные представления о пространстве и времени,существовавшие на протяжении веков. Основной прогресс, однако, в понимании сутибыл достигнут лишь в прошлом веке в связи с бурными изменениями в физике. Хотя,говорить, что стала окончательно ясна суть, конечно рано. Сейчас судьба вопросавсецело в руках физики, как и должно быть, и, надеюсь, скоро, с созданиемтеории квантовой гравитации, мы станем обладателями нового, еще более полного иправильного, понимания того, что же такое пространство и время. Поэтому ставлюмноготочие…

<span Arial Narrow",«sans-serif»;mso-fareast-font-family: «Times New Roman»;mso-bidi-font-family:«Times New Roman»;mso-font-kerning:14.0pt; mso-ansi-language:RU;mso-fareast-language:RU;mso-bidi-language:AR-SA">
Литература

1.

Р.Фейнман, Характер физических законов

2.

Б.Рассел, История западной философии

3.

Аристотель, Собрание сочинений

4.

Блохинцев, Пространство-время иэлементарные частицы

5.

Р. Пероуз, Структурапространства-времени

6.

Э.Мах, Механика

7.

Э.Мах, Познание и заблуждение

8.

И.Ньютон, Математические началанатуральной философии

9.

Б.Риман, О гипотезах, лежащих воснованиях геометрии

10.

А.Эйнштейн,М.Гроссман, Проект обобщенной теории относительностии теории тяготения

11.

Т.Калуца,К проблеме единства физики

12.

В.Клиффорд,О пространственной теории материи

13.

М.Льоцци,История физики

[1]

Здесь и далее И.Кант цитируется по книге Б.Рассела «История западной философии»

[2]

Интервал или «расстояние» между двумя точками такого пространства, называемымисобытиями, может быть не только положительной величиной или нулем, ноотрицательной, что невозможно в евклидовой геометрии, где метрика дефинитна.

еще рефераты

Еще работы по философии

Реферат по философии

Смысл и назначение коммунистической идеи

Как сотворили человека. Шумерская цивилизация

29 Августа 2013

Реферат по философии

Наука в системе образования

29 Августа 2013