ЗМІСТ
Введення
1.Уявлення про простір
1.1.Еволюція базових понять простору
1.2.Теорія простору
2.Уявлення про час
2.1.Історія розвитку уявлень про час
2.2.Фізична теорія часу
Висновок
Списоклітератури
Введення
Все, що існує у Всесвіті, живе і неживе, маєпросторово-часовий вимір Простір і час невіддільні від матерії,нерозривно пов'язані з її рухом і один з одним, кількісно і якіснонескінченні. Таким чином, матерія, простір, час, рух єосновними поняттями науки.
Прагнення зрозуміти навколишній світ, уявити його структуру,сформулювати приватні і загальні закони його існування і розвитку на основівивчення взаємозв'язків між природними явищами і процесами завжди булопритаманне людству.
Так, стародавні греки створили дві точні науки: геометрію, що виросла зтехніки землемерия, і астрономію, викликану до життя необхідністю вимірюватичас.
Ми пізнаємо світ, насамперед за допомогою органів чуття - природнихфізичних приладів людського організму.
Основну інформацію, формуючу наші уявлення про цей світ, миотримуємо через органи зору - очі, але вони інколи "обманюють" нас.При досить швидкому русі спостережуваних нами об'єктів очі"Змішують" їх зображення (на цьому явищі засновано кіно), зануренау воду палиця здається преломленной, а оптичні ілюзії (міражі, гало і т. д.)ми приймаємо за реально існуючі явища.
Світ наповнений найрізноманітнішими звуками, по не всі з них мисприймаємо, зате людям з різними психічними відхиленнями можуть чутисяне існуючі в даний момент звуки (слухові галюцинації).
В достатній мірі суб'єктивні і наші смакові відчуття, сприйняттязапахів (нюх), дотик, теплові відчуття (озноб у хворого, купаннязагартованих людей - "моржів" - в ополонці), відчуття болю.
Поступово людина навчилася створювати прилади та системи для отриманняоб'єктивної інформації про навколишній світ.
У зв'язку з цим метою даного реферату є розгляд і вивченнясучасних уявлень про простір і час.
У відповідності з поставленою метою в роботі передбачається вирішити наступні завдання :
- розглянути подання про простір;
- вивчити уявлення про час.
1. Уявлення пропросторі
1.1. Еволюція базових понять простору
Евклід побудував геометрію тривимірного простору, відому в науковомуужитку як евклідова геометрія. Для визначення положення в просторі РенеДекарт (1596-1650) ввів прямокутну систему координат ("декартовікоординати ") - х, у, z. Фізичний світ Декартаскладається з двох сутностей: матерії (простий "протяжності, наділеноїформою ") і руху. Оскільки "природа не терпить порожнечі"(Арістотель), у нього протяжність заповнена "тонкою матерією",яку Бог наділив безперервним рухом. Встановивши закони руху, Декартзаписав механічно всі світові процеси і на основі своїх законів рухупобудував "космологічний роман" (трактати "Мир" і"Начала філософії").
Декартово уявлення про флюїди, що заповнюють простір, панувалов науці XIX і частково XX ст., зробивши істотний вплив на розвиток такихрозділів фізики, як оптика і електрика. Вагу, як і будь-яка сила, у Декартає властивістю руху тонкої матерії, ототожнюється з простором.Тому механіцизм Декарта зводить сили до властивостей простору.
Ісаак Ньютон (1643-1727) відкрив нові властивості простору, вивчаючирух переміщаються тел. Він розглядав простір як субстанцію,здатну динамічно діяти на матеріальні тіла. Модель простору,запропонована Ньютоном, - це модель незалежно існуючої субстанції, вякої можуть переміщатися матеріальні тіла і частинки світла. Тому коженоб'єкт володіє в просторі певним становищем та орієнтацією, авідстань між двома подіями точно визначено, навіть якщо ці події сталисяв різні моменти часу. Визначити положення тіла в просторі можна тількищодо системи якихось об'єктів, тому має сенс говорити про швидкістьоб'єкта в просторі, оскільки відчувається лише нерівномірний рух (а нерух з постійною швидкістю). Ньютон у своїх "Математичних засадахнатуральної філософії "(1687) перевів на математичну мову сутоповсякденні відчуття, записавши закони руху так, що вони визначаються тількиприскоренням.
Таким чином, всі рівномірні рухи у Ньютона відносні, априскорені - абсолютні. Причини, що викликають прискорені рухи, він назвавсилами. Сили пропорційні прискоренню тіл з коефіцієнтом М, званимінертною масою: F = MП‰.Якщо цей закон Ньютона прочитати справа наліво, то з нього випливає, що прирівномірному русі системи її складові частини не відчувають силовоговпливу. Це означає, що рівномірний рух не можна механічнимизасобами відрізнити від іншого такого ж стану, отже, іпростір саме по собі не робить силового впливу на рухомі тіла.Механіка Ньютона дозволяє спостерігати в просторі тільки прискорені рухи.Прискорення призводить до виникнення сил інерції. Такі, наприклад, тиск ніглюдини, спрямоване вниз при короткочасній зупинці ліфта, що рухається внапрямі вгору, або відцентрова сила на обертовій каруселі. Ньютонприписував появу сил інерції простору, в якому відбувається прискорення,доводить реальність існування його простору.
Після створення теорії електромагнетизму Максвелла з'явилася можливістьвикористовувати оптичні явища - поширення світлових сигналів - длявимірювання швидкості руху в просторі. Цей рух можна було визначитипо його переміщенню щодо ефіру - якоїсь рідини, що заповнюєпростір. Теорія Максвелла пророкувала, що світло поширюється в ефіріз постійною швидкістю, залежною від "пружності" ефіру. Тодішвидкість світла, виміряна спостерігачем, повинна бути різною залежно відтого, в якому напрямку світло поширюється - за течією в ефірі абопроти. Але досвід, проведений в 1887р. Альбертом Майкельсона (1852-1931) іЕдвардом Морлі (1838-1923), показав, що ефекту, пов'язаного з ефіром, немає,тобто і немає самого ефіру.
1.2. Теорія простору
Стало ясно, що необхідно відмовитися від наочних і звичних ньютоновойуявлень про простір і час, і в 1905р. Альберт Ейнштейн (1879-1955)запропонував абсолютно нову теорію простору і часу - так звануспеціальну теорію відносності (СТО). Основу його теорії складають двапостулати: 1 - швидкість світла у вакуумі постійна і не залежить від рухуспостерігача або джерела світла; 2 - усі фізичні явища (механічні таелектродинамічні) відбуваються однаково у всіх тілах, що рухаютьсявідносно один одного прямолінійно і рівномірно. Прийняття цих принципівозначало зміна довжин і часів у відповідності з перетвореннями Лоренца длятіл, що рухаються зі швидкостями, близькими до швидкості світла. Це було вжекардинальне перетворення наочних уявлень. "Відтепер простірі час, взяті окремо, приречені тягнути примарне існування, ітільки єдність їх обох збереже реальність і самостійність "(Г.Мінковський). Час і простір об'єднуються в 4-мірний простір-час.
У 1916р. Ейнштейн включив СТО в свою загальну теорію відносності (ЗТВ),або узагальнену теорію тяжіння. Властивості простору і часу в його теоріївизначаються розподілом і рухом матерії у просторі. При наявності впросторі тяжіють мас, а отже, і поля тяжіння, простірвикривляється, стає неевклідовим.
Хоча співвідношення між кількістю матерії та ступенем кривизни просте,але складні розрахунки - для опису кривизни в кожній точці потрібно знати значеннядвадцяти функцій просторово-часових координат. Десять функційвідповідають тій частині кривизни, яка поширюється у виглядігравітаційних хвиль, тобто у вигляді "брижів" кривизни, інші десять -визначаються розподілом мас, енергії, імпульсу, кутового моменту,внутрішніх напружень в речовині і значення універсальної гравітаційноїпостійної G. Через малість величини Gпотрібно багато мас, щоб істотно "зігнути" простір-час.Тому 1/G часом розглядають як міру жорсткостіпростору-часу. З точки зору нашого повсякденного досвідупростір-час дуже жорстке. Вся маса Землі створює кривизну,складову порядку однієї мільярдн...
