Реферат Стрелы времени
Работа добавлена на сайт bukvasha.net: 2015-10-28Поможем написать учебную работу
Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
от 25%
Подписываем
договор
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУК РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное агентство по образованию
НОУ ВПО УРАЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ БИЗНЕСА
Кафедра прикладной информатики
Оценка работы ________________________
Контрольная работа
По дисциплине Концепции современного естествознания
Студент _________________ Г.В.Платонова
подпись и.о.Фамилия
ГРУППА СПТ-2007
РУКОВОДИТЕЛЬ _____________________ Н.Н.Нохрина
подпись и.о.Фамилия
СТ. преподаватель
Екатеринбург
2008
Содержание
ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………. 3
1.
Парадокс времени. Необратимость времени ……………. 4
2.
Закон времени ……………………………………………….. 5
3.
Стрела времени ……………………………………………… 14
Заключение ………………………………………………………. 19
Тестирование……………………………………………………... 21
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ……………………………………… 37
ВВЕДЕНИЕ
Пространство и время – основные формы существования материи. Не
существует пространства и времени, отделенных от материи, от материальных процессов. Пространство и время вне материи есть не более, чем пустая абстракция. Парадокс времени "ставит перед нами проблему законов природы".
Эта проблема требует более детального рассмотрения. По Аристотелю живые существа не подчиняются никаким законам.Их деятельность обусловлена их собственными автономными внутренними причинами. Каждое существо стремится к достижению своей собственной истины. В Китае господствовали взгляды о спонтанной гармонии космоса, своего рода статистическом равновесии, связывающем воедино природу, общество и небеса.
Не маловажную роль сыграли и христианские представления о Боге как о устанавливающем законы для всего живого. Для Бога все есть данность. Новое, выбор или спонтанные действия относительны с человеческой точки зрения. Подобные теологические воззрения, казалось, полностью подкреплялись открытием динамических законов движения. Теология и наука достигли согласия.
1.Парадокс времени. Необратимость времени
"Проблема необратимости", "парадокс времени" - одно из глубочайших противоречий современной науки, осознанное во второй половине XIX века. Противоречие это выступает между необратимостью многочисленных феноменов реального мира и обратимостью фундаментальных законов классической механики Ньютона-Гамильтона, описывающей фундаментальный уровень мира посредством уравнений, инвариантных относительно инверсии времени. (Симметричны во времени также уравнения теории относительности и квантовой механики.)
С точки зрения физики, время не является некоторой субстанцией, а трактуется как свойство материальных систем. При этом выражение "направление времени" приобретает смысл определенной последовательности состояний рассматриваемой системы.
2.Закон времени
Закон – философская категория, отображающая существенную, необходимую, устойчивую, повторяющуюся (регулярную) связь (вообще говоря, - отношение) между объектами, строением объектов, между явлениями разного рода, их формами, свойствами, процессами, состояниями и функциями. В З. выражена инвариантность (постоянство) их существенных характеристик, а также их определенный изоморфизм во времени и пространстве. З. выражает только что обрисованные связи (отношения) как между целостностями (объектами) разного рода, так и между их внутренними уровнями строения, элементами, свойствами, между действительным, возможным и невозможным, необходимым и случайным и др. З. важнейшее понятие философии и методологии науки.
Выполнение (абсолютное и относительное) любого З. как процесса и как инварианта всегда ограничено природой объектов отношений, причинами и условиями (средой), в которых находятся объекты, о которых идет речь, свойствами и состоянием описываемых объектов, а также условиями существования / несуществования их свойств, уровней строения, состояний и отношений. В З. включаются характер взаимодействий и скорость их протекания. В природе безпричинных З. не бывает; бывают З, связанные с многопараметричностью и многочисленностью элементов целого, стохастичностью динамики и отношений, случайными событиями, пересечением рядов событий и др. Все это в теории описывается вероятностными закономерностями и З. Непризнание этого всего тождественно индетерминизму.
На языке обыденного сознания З. – это постоянный, правильный, упорядоченный, неизменный, нерушимый, безусловный и регулярный, может быть, даже и всеобщий, а не частный ход вещей, событий, некое правило и т.п. Это также и высказывание, предписание, которое признается непреложным, обязательным, которому надо строго следовать, исполнять без ослушания, безусловно. В религиях разного рода З. – это обязательные предписания данного религиозного направления как вести себя верующему, освященные традицией и авторитетом Бога (как «Закон Божий» и т.п.).
З. науки – одна из форм организации наличного фактуального знания об объектах разного рода, указанных выше. Существуют и другие формы, включая аксиомы, принципы, гипотезы, научные теории. Отметим, что З. науки как бы вмонтированы в структуру теорий, как, например, теоремы в математике. При этом, большинство З. науки фиксируют некую положительную возможность построения объектов разного рода и протекания соответствующих процессов, возникновения неких состояний и свойств. Наряду с этим существуют и З., в которых указывается отрицательный итог, запрет, как это имеет место в тепловых процессах (направление теплопередачи от менее нагретого тела к более нагретому и др.), в законах сохранения (например, невозможности создать вечный двигатель и др.), в З. строения и взаимодействий атомов (как в принципе Паули) и др. В свое время А.Эддингтон и К.Форд показали, что вообще любой З., «разрешая» определенные процессы и состояния, одновременно «запрещает» все те, которые ему не соответствуют. Поэтому, например, закон сохранения энергии можно истолковать как закон, не разрешающий в определенных условиях никаких процессов, нарушающих З. сохранения и физических симметрий.
В методологии и в науке вообще различают: З. природы (сущности) объектов, а также их элементов, отношений тех и других, их взаимодействия, З. их форм и строения (как в геометрии, теории систем и др.), функционирования (например, З. всемирного тяготения), законы их изменения, движения, следования, расположения и размещения (структуры, организации организмов и сообщества разного рода, популяций) и др. При этом, перечисленные виды З., отображая сущность объектов в своей формулировке суть идеализации. На основе идеализаций появляются абстрактные объекты теории вроде точек, тел, сил, температуры тела, идеального газа, абсолютно черного тела, времени, эволюции и др. В них отброшены все несущественные свойства и отношения.
В связи со всем сказанным находится также различение отдельно З. природы, неживой и живой, человеческого общества, его истории, производства и экономики, прогресса. В ментальности общества и его общего знания о мире находится различение З. мышления, человеческой морали (включая право), красоты (в эстетике), религии, логики, философии, диалектики как метода, науки как знания и познания, техникознания, технологий и др. В науке и в ее методологии различают З. общие и частные, фундаментальные и прикладные, описательные и объясняющие, эмпирические и теоретические, феноменологические и абстрактные, и т.д.
Физическому З. в математике соответствует теорема, но любая теорема математики вытекает из принятых за основу исходных принципов (аксиом) и определений объектов теории. В физике теоретической такое соответствие налицо. Вместе с этим, в физике существуют и эмпирические законы, опирающиеся на более слабую теоретическую базу, а, именно, на большое число гипотез разного уровня. Но почти любой З. не лежит на поверхности, его еще надо найти, определить его смысл и характер, границы действия и сферу приложения, наконец, сформулировать, выразить их всех концептуально на определенном языке той или иной науки и теории, какой-то их ветви и направления. Одни и те же факты в свете этого, описываемые на разных научных языках, могут быть и не поняты учеными другого направления. Классический пример – описание З. теплоты на языке теории теплорода и атомно-молекулярной теории в физике.
В жизни людей, в обществе, З. – это некие правила и нормы насчет того, как должен вести себя отдельный человек, человеческие группы, сообщества людей по отношению друг к другу и к внешнему миру, включая природу (как это известно в обычаях и традициях, а описывается, например, в религии, праве, в экологии и т.п.). Это и З., помогающие понять и построить объект по принципам, канонам красоты и гармонии. Их обозначают как нравственные и эстетические З. В их числе правила и нормы поведения (мораль), правила и каноны красоты и гармонии. Именно из этих правил и норм исторически возникают зафиксированные правовые З. и кодексы (примеры – различные правовые законы и кодексы государств, международные правила и нормы поведения государств, зафиксированные, например, в уставе ООН, в «Декларации прав человека», принятой ООН, и др.). Правовые З. уже у древнегреческих философов послужили прообразом представлений о З. бытия и мира, о причинности и З. природы (см. об этом: Асмус В.Ф.).
Исторически первой философской системой, в которой понятие З. является центральным, был сформулированный китайским философом Лао-Цзы (род. в 604 г. до н.э.) даосизм, составителем сочинения «Дао дэ дзинь». Здесь Дао – это З., путь, дорога возникновения, развития и исчезновения всех вещей и, одновременно, материальная праоснова их существования. Дао невидим, безымянен, пуст и неисчерпаем, он вечен, это вездесущий закон природы, общества, поведения и мышления индивида, неотделимый от материального мира и управляющий им. Дао порождает тьму вещей, делает всё. Несоблюдение Дао ведет к гибели. В философских системах Древней Греции с Дао сопоставим Логос Гераклита (4 в. до н.э.), который понимается как естественный путь развития всех вещей и объективный порядок, внутренне присущий миру. О происхождении этих представлений у греков уже сказано выше.
Из средневековых мыслителей первым обращается к понятию «З. природы» Фома Аквинский. Понятие З. в его учении тождественно понятию диктата, предписания, веления Божественного разума. Религиозная трактовка З. в учении Фомы Аквинского долгое время служила препятствием для использования в рамках естествознания самого термина З. Леонардо да Винчи, Г.Галилей, И.Кеплер и др. ученые предпочитали ему такие понятия как «начало», «принцип», «аксиома», «правило», «разумное основание» и т.д. Однако уже в эпоху Возрождения Дж.Бруно использует понятие «З. природы» для пантеистического выражения идеи всеобщей естественной необходимости.
Мир – это функционирующая по З. математики система, где необходимое тождественно З. причинности.
В учениях французских просветителей и философов-материалистов XVII-XVIII вв. утверждается, что «законы … есть результат необходимых отношений, вытекающих из природы вещей» (см., например, у Т.Гольбаха).
Понятие З. у И.Канта является средством выражения отношения субординации между общим и единичным, между категориями и явлениями в процессе их взаимодействия при формулировании знания. По Канту, З. науки являются высшей формой рассудочного знания. Г.Гегель увязывает З. с устойчивыми, необходимыми существенными особенностями развития абсолютной идеи, формулируя свои основные З. диалектики.
С появлением субъективного идеализма (Дж.Беркли и др.) в XVIII в., а затем в 40-х гг. XIX в. позитивизма появляется представление о З., фиксируемое в так называемых «фактуальных» науках, как о субъективных и условных правилах, связывающих понятия в номологические по типу высказывания о данных опыта. Вопрос об объективности З. тогда вообще не ставится. Этот подход в ХХ в. получил развитие в прагматизме, неопозитивизме, включая логический позитивизм, в аналитической философии, объявляющей себя постпозитивистской.
В самой науке, а также в философии и методологии науки ХХ века представления о З., видах З, анализ их сущности, развития и назначения – предмет небывало большого внимания. Все это вызвано большим взрывом в области научного знания: накоплением научных знаний, новых открытий, революционными скачками в виде смены научных парадигм, концепций, появлением целого веера новых наук и дисциплин, новой техники и технологий, небывалым прорывом в постижении З. микромира и космоса.
Из сказаного выше понятно, что по своей логической форме все З. науки суть суждения о чем-то. По их форме объективные З. разделяют на три типа: 1) З.-тенденции (их-то часто и обозначают как «закономерности»), 2) З. однозначной детерминации, имеющие место главным образом в механических процессах, в технике, и, 3) статистические (вероятностные) З., как, например, З. больших чисел, З. микромира и др. Их можно различать по принципу отношения и противопоставленности друг к другу, например, как З. формальные и содержательные; З. внутренние и внешние; З. всеобщего, особенного и частного (специфического); З. возможного и действительного; З. необходимого и случайного; З. атемпоральные и темпоральные, другие З. По различию субстрата, основы различают З. бытия и духа, сознания, мышления; З. природы и мышления; З. неживой и живой природы; З. природы и общества. По различию организации объектов выделяют З. структур и З. хаоса, сетей и З. системности. По различию состояний движения / покоя можно выделить З. статики, и динамические З. (изменений, движения, развития, эволюции, прогресса). Выделяются также З. функционирования, включая З. причинения, порождения одного другим, генезиса, а также наследования сущностных свойств объектов, как это прослеживается в эволюционных процессах в природе и обществе. В пространственном смысле выделяют З. мегамира, макромира, микромира. У последних из этих З., как уже сказано, выделяется их вероятностный характер, а также возможности в теории отображать посредством специального аппарата математики (например, квантовомеханических операторов, волновой функции как в уравнении Шредингера, и др.) свойства дискретности (квантованности) частиц и полей, З. взаимопревращаемости этих последних друг в друга, дуализма волн и частиц как объектов микромира и др. Они влекут за собой такие особенности З. и аппарата уравнений движения и взаимопревращений, как неоднозначность и неопределенность утверждений об их положении (в принципе неопределенностей Гейзенберга), о величине параметров, взаимодействиях, о причинности и состояниях и др.
Что касается темпорологии, то прежде всего, согласно науке, З. сам есть нечто становящееся, возникающее на базе напряжения и появлений тенденций связи между сторонами, элементами целого или внутри целого, а также между целым и его элементами при наличии ограничений на скорости взаимодействия. В отличие от теологии и идей Гегеля, который гипостазировал как никто темпоральное существование З., предшествование З. самой природе, материи в форме вечной и неизменной абсолютной идеи в духе Гегеля наука не признает. Иначе говоря, она не признает З., существующих до мира и прежде мира (проблема предшествования З. телесному миру). Законы природы возникают и оформляются вместе со становлением природного мира, нашей Вселенной, его частей, областей и регионов, как, например, самих элементарных частиц и полей, их скоплений, атомов, молекул, скоплений и суперпозиции вещества, полей, звезд, галактик и т.д.. Пока и поскольку в ней не возникли еще никакие атомы и молекулы, то никаких атомно-молекулярных З. и т.д. там нет и быть не может. Наиболее выпукло становление, утверждение и обратный процесс деградации З. можно увидеть, исследуя жизнедеятельность бихевиоральных систем и сетей разного рода (то есть объектов живой природы, общества и смешанных систем, вроде человекомашинных, агросистем, экосистем и др. См. об этом: О.С.Разумовский). Проще говоря, перед нами следующая формула: 1) должен быть сначала, исторически возникший, носитель (субстрат) будущего, еще не возникшего З.(пакета З.), продукт действия З., другого «пакета» З.; 2) затем появляются свойства, характеристики, например, напряжения и тенденции к связыванию между, во-первых, целым и частями, во-вторых, между частями; 3) потом (позднее) появляются отношения (связи); 4) на основе возникшего отношения (связи) развивается закономерность в форме еще не проявленного целиком З.; 5) наконец появляется во всей силе З. (пакет З.). Но действие З., его эффективность может и деградировать при разложении, распаде субстрата и ослаблений связей в обратном порядке – от пункта 5 в нашей цепочке к ее началу. Заметим также, что согласно ноумено-феноменологической концепции времени в самой действительности могут происходить самые различные процессы, которые могут быть измерены с помощью других каких-то процессов, естественных или искусственных, в т.ч. технических устройств (часов). Говорить о параметре времени и темпоральности концептуально образованный наблюдатель вправе лишь после того, как он как-то зафиксировал такие изменения. Это может произойти в т. ч. на основе личного прямого восприятия изменения или на основе показаний приборов (т.е. он совершил измерение времени по какой-то методе, используя выбранные шкалы). Тогда исследованное и измеренное изменение, процесс отображается в его ментальности в виде понятий и представлений, суждений и концеций, почерпнутых из науки. Если это все наблюдавшееся (лучше и измеренное) имеет признаки, упомянутые нами выше в атрибутивных признаках З., то тогда он (наблюдатель) вправе обозначить данный закон как темпоральный, а не статический, атемпоральный. Общая логическая схема процесса, отбражаемого как З., будет неизбежно представлять собой известные хорошо и, в общем, тривиальные последовательности:
прошлое → настоящее → будущее.
Они необратимы в силу действия принципов логического отбражения, а содержательно – в силу действия З. возрастания энтропии, самой схемы линейной причинности и З. генетического порождения одного другим - в виде стрелы времени. Наше мышление, все равно, на уровне логического отображения ничего другого, видимо, не найдет, хотя задача науки найти наиболее адекватное описание и объяснение темпоральных форм З. Типичными в этом плане будут З. связи пути и времени, зафиксированные в хорошо известных формулах скорости и ускорения, в уравнениях движения разного рода, включая дифференциальные уравнения движения и др.
Однако фиксирование темпорологического аспекта явлений не всегда удобно в науке для решения каких-то конкретных задач. Очень ярким примером такого подхода, малоизвестным даже методологам, были те преобразования, которые проделали ученые в XIX в. с такими З., как интегральные формулировками знаменитых принципов наименьшего действия в формах Лагранжа и Гамильтона. У этих последних пределы интегрирования функционалов действия, взятых в обобщенных конфигурационном или фазовом пространствах, есть параметры времени, т.е. интервалы траектории от t1 до t2. Вместо этого, немецкий теоретик К.Якоби предложил формулировку принципа Гамильтона на интервале траектории с пространственными параметрами А и В (принцип наименьшего действия Гамильтона-Якоби). Это сразу же повысило эффективность расчетов в тех случаях, когда параметр времени их затрудняет проделать. Фактически, темпоральность здесь, в математическом аппарате, заменена на геометризацию представления механического действия (его размерность энергияхвремя).
В теоретическом мышлении, как уже сказано, имеются свои специальные термины для обозначения закономерного, номологического, такие как начало, аксиома, принцип, теорема, теория и др. Уже было сказано, что все они суть формы организации фактуального знания в данной предметной области. Остановимся коротко на этих понятиях. Начнем с аксиом (от греч.άξίωμα – удостоверение, принятое положение). В науке, прежде всего именно в математике, аксиома – исходное положение, принимаемое в качестве истинного без специального логического доказательства, часто заимствованное из другой теории и лежащее в основе доказательства других положений этой теории. Это понятие можно найти у Аристотеля. Совокупность всех аксиом теории образует ее ядро или аксиоматику, позволяющую за счет также определений объектов теории и операций над объектами, на основе дедукции, выстроить дополнительные утверждения номологического типа в виде теорем и следствий из теорем. Теорема (от греч. theōrema - рассматриваю) – это некоторое утверждение, заключение, которое в данной теории устанавливается формально (в противоположность аксиомам) с помощью доказательства за счет вывода из оснований теории и аксиоматики. Истинность её определяется истинностью аксиом и указываемых при выводе условий. В методологии науки тогда говорят, что теория, где аксиомы и теоремы имеют указанные чуть выше свойства и находятся в указанных отношениях, выстроена аксиоматически.
2. Стрелы времени
Стрелы времени - метафорическое название эмпирических индикаторов направления времени. Введение в научно-философский оборот образа-символа "стрела времени" связано с именем А.Эддингтона. Это выражение было быстро ассимилировано научным сообществом, благодаря своей наглядности и тому, что оно метафорически верно схватывало как аффективную сторону времени, обусловленную его неотвратимостью, так и его качественные свойства в общей физической картине мира, являясь при этом образно близким направленной оси времени, точкам которой в физике ставятся в соответствие моменты времени.
Трем стрелам уделяется, как правило, значительно больше места на страницах работ по проблеме необратимости. Это - термодинамическая стрела, указывающая то направление времени, в котором возрастает энтропия или беспорядок; космологическая стрела времени, в направлении которой происходит расширение Вселенной, и психологическая стрела или направление времени, соответствующее нашему ощущению непреклонного хода времени, направление накопления поступающей информации.
Кроме указанных трех стрел выделяются еще три: стрела времени, связанная с тем "предпочтением", которое природа оказывает запаздывающим волнам перед опережающими, т.е. "волновая стрела", стрела, проявляющаяся в процессе распада K0-мезона - единственная анизотропия времени, которая наблюдается в физике элементарных частиц, и квантовомеханическая стрела, связанная с процедурой измерения в квантовой механике. Этот перечень можно дополнить временной асимметрией, связываемой с соотношением черных и белых дыр, но само существование белых дыр ставится под сомнение по причине их сильной неустойчивости.
Выделение нескольких стрел времени, связанных с некоторыми физическими процессами, не должно создавать ложного впечатления, что имеется лишь несколько отдельных примеров временных асимметрий, тогда как общий "фон" характеризуется отсутствием темпоральной стрелы. На самом деле все обстоит как раз наоборот - в качестве "фоновой" ситуации в обыденном человеческом сознании выступает именно наличие стрелы времени, благодаря тому, что определяющим элементом организации самого сознания является психологическая стрела времени, проникающая вследствие этого во все сферы деятельности человека.
Вопрос о взаимной независимости различных стрел времени, о возможном детерминировании одних стрел другими и, следовательно, о редукции первых к последним, имеет большое философское значение.
Направление времени - одна из важнейших проблем, связанных с концептуализацией времени. Ее естественнонаучное значение оказывается особенно весомым в силу того, что она тесно переплетается с серьезнейшим глобальным затруднением современной физики - проблемой необратимости, противоречием между необратимостью реальных процессов и обратимостью уравнений гамильтоновой механики, служащих фундаментом статистической теории этих процессов. Центральным вопросом проблемы направления времени является так называемое "эмпирическое обоснование направления времени" или установление его "эмпирических индикаторов".
Черная дыра - сгусток вещества настолько плотный, что его гравитация не позволяет свету выйти за пределы сферы, имеющий радиус R=2GM/c2 (G – гравитационная постоянная, M – масса объекта, c – скорость света). Ч.д. являются одним из компонентов скрытой материи.
Наиболее исследованы Ч.д., возникающие в результате эволюции звезд, имеющих массу более трех солнечных. Поскольку эти объекты сами по себе практически ничего не излучают, обнаружить их трудно, но, тем не менее, это удается сделать по косвенным признакам, по проявлениям их гравитации. В последние годы астрономам удалось обнаружить десятки объектов, которые можно отождествить с такими Ч.д. Значительно более массивные Ч.д. с массами до миллиарда солнечных обнаружены в ядрах галактик и в центрах шаровых звездных скоплений. Масса Ч.д. не обязательно должна быть очень большой. Согласно существующим представлениям, Ч.д. с массами много меньше звездных могли образоваться на самых первых этапах формирования Вселенной, поэтому такие объекты принято называть “первичными черными дырами”. Возможно, именно малые Ч.д. служат "зародышами" в процессе образования звезд и планет.
Анализ свойств малых Ч.д. приводит к весьма интересным результатам. При массе меньше 1017 кг (примерно такую массу имеет вода в Черном море) радиус Ч.д. меньше размеров атома, и ее можно рассматривать как своеобразную элементарную частицу, взаимодействующую с окружающей средой преимущественно гравитационно. Если Ч.д. движется с космической скоростью (порядка 10 км/с и выше), она пронизывает Землю практически без потерь энергии. Но при низких скоростях взаимодействие резко возрастает, и Ч.д. может даже "застрять" в веществе. Анализ показывает, что наличие в Земле малых Ч.д. вполне возможно, и что "застревать" они могут недалеко от поверхности Земли, преимущественно в горных массивах и в тектонических разломах. Обнаружить их непросто, так как при глубине залегания в несколько км создаваемые ими на поверхности Земли гравитационные аномалии малы. "Сидят" черные дыры непрочно, и в результате, например, сейсмического воздействия они могут покинуть свое гнездо и выйти на поверхность, производя своим гравитационным полем разрушения в радиусе до нескольких десятков метров.
Малые Ч.д. могут проявлять себя гравитационным полем, тепловыделением и излучением частиц высокой энергии при квантовом испарении. Оценки показывают, что величина эффектов, которые они могут вызывать вблизи поверхности Земли, не выходят за рамки выявленных аномалий, т.е. данных, опровергающих предположение о наличии малых Ч.д. в недрах Земли и в околоземном пространстве, нет. Напротив, некоторые загадочные явления (внезапные разрушения зданий, смерчи, Сасовский феномен и др.) получают разумное объяснение, если допустить их связь с малыми Ч.д.
Момент времени - вид мгновения, важное теоретическое и абстрактное понятие той части классической механики (кинематики) и всей физики, в которой дление и существование объектов и систем разного рода представлены как бы стянутыми в одну точку, не имеющую протяженности. Тогда дление существова-ния объекта может быть представлено как эмпирически фиксируемое часами множество (количество) таких точек (МВ) на "мировой линии" (на траектории движения). Такое понимание создает специфический смысл МВ и его значения для теоретического описания. В математическом смысле мерности (то есть отображения количества) множество таких точек (МВ) на любом интервале существования объекта равно бесконечности. МВ - одно из главных понятий хронометрии как теории времени в классической механике и части ее раздела - кинематики. Возможность создать абстракцию МВ вытекает из общего представления классической механики о пространстве как вместилище вещей и времени как абсолютной сущности, безотносительной к качественным особенностям объектов (материальных точек, тел, их движениям, качественной специфике и их отношениям), кроме геометрических и хрональных. Последнее означает, что во внимание здесь принимаются лишь геометрические характеристики движения: каково место объектов, таких как атом, молекула, Солнце, изображение на экране телевизора или тень самолета на Земле, или что-то другое - в пространстве и времени. Все это возможно только в рамках основных идей и представлений кинематики, - самого первого, начального отдела классической механики, который объединяет в себе геометрию и хронометрию.
В кинематике классической механики пространство однородно и изотропно (в нем нет выделенных, привелигированных мест и направлений), а время (не содержащее выделенных МВ, в том числе также и точек отсчета) - однородно и однонаправленно. Выбор точки отсчета и способ отсчета времени, который необходим для решения задач описания движения, связан с этими задачами, а, значит, и с выбором системы координат в пространстве и с выбором способа отсчета времени. Проблема решается введением абстракции "геометрически твердая среда, снабженная часами". Вводятся также "твердые масштабы". Все это позволяет ввести не только системы отсчета, но и измерять расстояния (интервалы) между точками, включая МВ. Время здесь, в плоском евклидовом пространстве, определяется как "евклидовая прямая". Оно (время) при таком подходе не зависит от положения часов из-за того, что скорость передачи сигналов признается мгновенной, бесконечно большой (дальнодействие). Таким образом МВ здесь становится важным инструментом для оценки соотношения мест объектов в смысле одновременности и разновременности классических (нерелятивистских) объектов.
В целом, в онтологии, концепциия атомизма МВ в физике и концепция геометрической непрерывности множества МВ в механике (и в кинематике) несовместимы, но этот факт объясним с точки зрения соотношения эмпирического знания (атомизм) и теоретического (континуализм). Резюмируя позицию И.Ньютона, творца классической механики, насчет указанной несовместимости, в литературе отмечают: "…Непрерывность целого класса величин есть не исходное состояние, а предел, к которому стремятся внутренне "разорванная" на "интервалы", "ступени", "моменты", "импульсы" величина при бесконечном уменьшении значения каждого из этих интервалов" (см.: Л.М.Косарева, с.155).
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Общепринято представлять наше пространство трехмерным, а время - одномерным, пренебрегая при этом информацией о его замедлении. Считается также , что свет перемещается во времени. В действительности же, во времени перемещается не свет, а тот, кто его наблюдает. Предположение о том, что изображение перемещается во времени в сторону каждого из наблюдателей, столь же абсурдно, что и предположение о том, что звук "летит" вместе с воздухом в сторону каждого из слушателей, наподобие ветра.
На самом же деле, любой предмет, удаленный в пространстве относительно наблюдателя, находится относительно него в будущем. В общем случае, любые объекты, разобщенные в пространстве, находятся друг относительно друга в будущем, а, следовательно, и в более замедленном времени. Чем больше расстояние, тем заметнее разница во времени. Свет распространяется в пределах только того временного среза, в котором он возник. Происходит это мгновенно и отпечатывается навечно.
В процессе жизни, мы пересекаем последовательно, один за другим, срезы времени, замедляющегося и искривляющего пространство. Распространение радиоволн можно объяснить изменением напряженности поля в различных временных срезах. Различия в преломление света можно объяснить зависимостью скорости изменения времени от плотности преодолеваемой им среды.
В любой точке расширение пространства и замедление времени связаны между собой прямой пропорциональной зависимостью. Но расширение пространства может идти только с ускорением, о чем свидетельствует формула тяготения ([? - прим. ред.]). Заметить такое расширение пространства еще трудней, чем вращение Земли, поскольку в пределах одного временного среза этот процесс смотрится как равномерный...
В конце концов время замедлится до полной остановки, и расширение пространства сменится сжатием, а время начнет идти в обратную сторону уже не с замедлением, а ускорением. Поскольку, наравне со временем, и другие физические явления поменяют свою направленность (в том числе - и тяготение), структура пространства не изменится.
Из изложенного следует, что для любой точки пространства всегда существ уют другие точки, в которых относительно нее, время либо стоит, либо ускоряется, либо идет в обратном направлении. Соответственно, в этой "любой" точке время или стоит, или ускоряется, или идет в обратном направлении, по отношению к какой-либо другой.
Научившись управлять скоростью времени, можно будет не только мгновенно перемещаться в пространстве, но и использовать время в качестве неизмеримого источника энергии.
Тестирование
Тест №1. Естествознание как предмет изучения. Феномен науки
1.1. Естествознание — это:
а) отрасль научного познания;
б) отрасль народного хозяйства;
в) сфера социальных отношений;
г) культура быта.
1.2. Наука — это:
а) компонент духовной культуры;
б) элемент материально- предметного освоения мира;
в) элемент практического преобразования мира;
г) результат обыденного, житейского знания.
1.3. Главная особенность науки — это ее:
а) зависимость от личности исследователя;
б) объективность;
в) регулирование со стороны идеологического руководства;
г) подчиненное религиозным догмам положение.
1.4. На фундаментальную и прикладную подразделяется наука:
а) металлургия;
б) география;
в) агрономия;
г) физика.
1.5. Проблемы нравственной ответственности ученого сегодня относятся к области формирования:
а) научной культуры;
б) методологии научного исследования;
в) связи между наукой и производством;
г) связи между наукой и обществом.
1.6. Научное познание опирается на способ отражения мира:
а) художественно-образный;
б) рациональный;
в) религиозный;
г) интуитивно-мистический.
1.7. Физика относится к наукам:
а) гуманитарным;
б) точным;
в) естественным;
г) социальным.
1.8. Научная революция— это:
а) бунт научных работников против условий и оплаты труда;
б) глубинные преобразования способов познания;
в) коренная перестройка промышленного производства;
г) преобразование государственных и административных структур.
1.9. Астрология относится к:
а) естественным наукам;
б) оккультным «наукам»;
в) синтетическому направлению, соединяющему научное и околонаучное знание;
г) духовно-художественному творчеству.
1.10. Современная естественнонаучная картина мира основана, главным образом, на науке:
а) биологии;
б) агротехнике;
в) химии;
г) физике.
1.11. Основоположником методологии естествознания
XVII
в. был:
а) Р. Бэкон;
б) М. Ломоносов;
в) Ф. Бэкон;
г) Р. Декарт.
1.12. Современный курс «Концепции современного естествознания» наиболее тесно соотносится с:
а) науковедением;
б) философией природы;
в) материальным производством;
г) непосредственно научными исследованиями.
1.13. Научное знание формируется в первую очередь, на основе:
а) знания-интуиции;
б) знания- информации;
в) знания-умения;
г) знания-оценки.
1.14. Бог не может быть предметом научного знания, поскольку сведения о нем не обладают таким критерием научности, как:
а) истинность;
б) объективность;
в) предметность;
г) обоснованность.
1.15. Критерий научности знаний, связанный с наличием способов проверки полученных сведений, это:
а) системность;
б) обоснованность;
в) верифицируемость;
г) фальсифицируемость.
1.16. Среди теоретических методов исследования отсутствует:
а) логический;
б) исторический;
в) экспериментальный;
г) дедуктивный.
1.17. Среди эмпирических методов исследования имеется:
а) логический;
б) наблюдение;
в) индуктивный;
г) аналитический.
1.18. Философия относится к наукам:
а) математическим;
б) естественным;
в) гуманитарным;
г) техническим.
ТЕСТ № 2. Физика
2.1.Революция в естествознании к началу
XX
в. была связана с открытием:
а) закона всемирного тяготения;
б) закона сохранения энергии;
в) явления фотоэффекта;
г) явления радиоактивности.
2.2. К агрегатным состояниям вещества не относится:
а) твердое тело;
б) вакуум;
в) плазма;
г) газ.
2.3. Вспышки молнии связаны с проявлением:
а) гравитации;
б) электромагнетизма;
в) сильного взаимодействия;
г) слабого взаимодействия.
2.4. Структура атомов определяется:
а) гравитацией;
б) электромагнетизмом;
в) сильным взаимодействием;
г) слабым взаимодействием.
2.5. Сильное взаимодействие испытывают:
а) электроны;
б) протоны;
в) нейтрино;
г) фотоны.
2.6. Эдвард Уиттен— автор теории:
а) кварков;
б) Большого Взрыва;
в) суперструн;
г) квантов.
2.7. Пространство в понимании современной физики — это:
а) свойство человеческого сознания упорядочивать предметы, определять место одного рядом с другим;
б) вечная категория сознания, врожденная как форма чувственного созерцания;
в) атрибут материи, определенный связями и взаимосвязями движения тел;
г) пустота, в которой находятся различные тела.
2.8. Время в понимании теории относительности— это:
а) последовательность изменений, происходящих в материальных вещах;
б) способность человека переживать и упорядочивать события одно за другим;
в) доопытная форма восприятия, получаемая человеком при рождении;
г) четвертая координата движения тела.
2.9. К свойствам пространства не относится:
а) протяженность;
б) необратимость;
в) непрерывность;
г) прерывность.
2.10. К свойствам времени не относится:
а) единство метрических и топологических свойств;
б) длительность;
в) необратимость;
г) асимметрия.
2.11. К лептонам не относится:
а) электрон;
б) нейтрино;
в) мюон;
г) кварк.
2.12. Странный, красивый, правдивый... В мире элементарных частиц так характеризуются:
а) заряды;
б) массы;
в) спины;
г) ароматы.
2.13. У кварков цвет не бывает:
а) белый;
б) красный;
в) синий;
г) зеленый.
2.14. Для гравитации не является характерным:
а) дальнодействие;
б) силы отталкивания;
в) универсальность;
г) малая интенсивность.
2.15. Электромагнетизм не определяет:
а) трение;
б) поверхностное натяжение жидкости;
в) упругость;
г) бета-распад.
2.16. Согласно теории относительности, движение материальной точки в пространственно-временном континууме проходит:
а) прямолинейно;
б) по геодезической кривой;
в) равномерно;
г) одномоментно.
ТЕСТ №3. Астрономия
3.1. Источники космического радиоизлучения с очень большой стабильностью периода— это:
а) квазары;
б) пульсары;
в) черные дыры;
г) рентгензвезды.
3.2. Сверхмощные источники энергии во Вселенной с признаками явной нестабильности — это:
а) квазары;
б) пульсары;
в) белые карлики;
г) черные дыры.
3.3. Наша Галактика относится к типу Галактик:
а) неправильных;
б) эллиптических;
в) крабовидных;
г) спиралевидных.
3.4. В состав нашей Галактики не входят:
а) звезды;
б) планеты;
в) пульсары;
г) кометы.
3.5. Энергия Солнца поддерживается за счет:
а) бета-распада;
б) ядерного излучения;
в) термоядерного синтеза;
г) распада радиоактивных элементов.
3.6. Влияние Солнца на Землю не проявляется:
а) в приливах и отливах морей и океанов;
б) в магнитных бурях в магнитосфере;
в) в ионизации газов в атмосфере;
г) в вулканической деятельности.
3.7. Среди существующих гипотез происхождения Луны большинством ученых не признается следующая:
а) Земля при вращении сбросила часть вещества;
б) она образовалась одновременно с планетами земного типа;
в) Земля захватила пролетавшее небесное тело;
г) Земля столкнулась с другой планетой и Луна — ее обломок.
3.8. Существование климата на Земле связано с :
а) приливами и отливами морей и океанов;
б) неравномерностью освещенности Солнцем разных участков поверхности Земли;
в) наличием спутника — Луны;
г) взаимодействием с другими планетами Солнечной системы.
3.9. Время останавливается вблизи:
а) нейтронной звезды;
б) планеты;
в) кометы;
г) черной дыры.
3.10. Предельная скорость передачи информации:
а) скорость света;
б) скорость звука;
в) скорость реакции человека;
г) скорость чувствительности приборов.
3.11. В 1922 г. физик А. Фридман опроверг теорию:
а) Лобачевского;
б) Больцмана;
в) Клаузиуса;
г) Эйнштейна.
3.12. Сингулярность— это:
а) теория об одиночестве человечества во Вселенной;
б) начальное состояние Вселенной;
в) информация о состоянии объекта;
г) разрушение пространственно-временного континуума.
3.13. По современным представлениям, вакуум — это:
а) пустое пространство без реальных частиц;
б) пустое пространство с реальными частицами;
в) пространство без энергии;
г) агрегатное состояние материи.
3.14. Наше Солнце— это:
а) белый карлик;
б) желтый карлик;
в) красный гигант;
г) черная дыра.
3.15. Большая часть вещества во Вселенной заключена в:
а) звездах;
б) планетах;
в) астероидах;
г) кометах.
3.16. Современная атмосфера Земли сильно отличается от ее первичной атмосферы. Резкое изменение атмосферы планеты было обусловлено:
а) вулканической деятельностью;
б) конденсацией водяного пара;
в) появлением растительности;
г) появлением спутника — Луны.
3.17. Термин «климат» в переводе означает:
а) погода;
б) магнит;
в) наклон;
г) тепло.
3.18. Одна астрономическая единица— это расстояние:
а) от Земли до Луны;
б) от Земли до Солнца;
в) от Солнца до Плутона;
г) от Солнца до центра Галактики.
3.19. По заявлению венгерских ученых, на основе снимков, полученных с Марса, они обнаружили:
а) поверхностные организмы, существующие во льду;
б) поверхностные организмы, существующие в раскаленной лаве:
в) поселения гуманоидов;
г) воду в марсианских каналах.
ТЕСТ №4. Самоорганизация. Синергетика
4.1. Согласно второму началу термодинамики, с течением времени в замкнутой изолированной системе энтропия должна:
а) убывать;
б) возрастать;
в) стабилизироваться;
г) исчезнуть.
4.2. И. Р. Пригожин открыл самоорганизацию макросистем в виде:
а) концентрационных автоволн;
б) диссипативных структур;
в) открытых каталитических систем;
г) нестационарных, нелинейных систем.
4.3. А.П. Руденко считает элементарной каталитической системой результат:
а) увеличения скорости химической реакции;
б) ориентирования реакции в одном направлении;
в) химического взаимодействия катализатора с реагентами;
г) постоянного потока извне новых реактивов.
4.4. Термин «синергетика» был введен в связи с исследованием:
а) неравновесных фазовых переходов лазера;
б) реакции «химические часы»;
в) согласованных действий нервной системы при мышечных движениях;
г) сотрудничества оператора с компьютером.
4.5. Синергетика — это наука о превращении:
а) простых систем в сложные;
б) сложных систем в простые;
в) порядка — в хаос;
г) хаоса — в космос.
4.6. Самоорганизующаяся система не характеризуется:
а) открытостью;
б) равновесностью;
в) отсутствием управляющего вмешательства извне;
г) высокой упорядоченностью.
4.7. После прохождения точки бифуркации система:
а) возвращается в исходное состояние;
б) случайно выбирает путь нового развития;
в) не подчиняется законам детерминизма;
г) прекращает взаимодействие с другими системами.
КСЕ. ИТОГОВЫЙ ТЕСТ № 5. Выберите три правильных ответа.
1. Естественнонаучная теория направлена на:
а) описание некоторой целостной предметной области;
б) объяснение эмпирически выявленных закономерностей;
в) предсказание новых закономерностей;
г) решение всех фундаментальных принципов существования природы;
д) выявление высших законов существования мироздания.
| 2. К эмпирическим научным методам относится: а) анализ; б) наблюдение; в) дедукция; г) измерение; д) предметное моделирование. | Образец выполнения: 1.а) + б) + в) – г) – д) + |
3. К теоретическим научным методам относится:
а) эксперимент;
б) синтез;
в) индукция;
г) идеализация;
д) группировка/систематизация фактов.
4. Успехи естествознания XIX века:
а) электромагнитная теория света Дж.Максвелла;
б) периодический закон Д.И. Менделеева;
в) эволюционное учение Ч. Дарвина;
г) общая теория относительности А.Эйнштейна;
д) классическая механика И. Ньютона.
5. Этот гениальный физик и астроном сконструировал телескоп, с помощью которого обнаружил:
а) неровности на поверхности Луны;
б) тот факт, что Млечный путь — огромное количество звезд;
в) четыре спутника Юпитера;
г) планету Плутон;
д) марсианские «каналы».
6. Гравитация удерживает:
а) протоны в ядре;
б) звездные системы в галактике;
в) планеты на орбитах;
г) Луну возле Земли;
д) электроны возле ядра в атоме.
7. К особенностям электромагнетизма относится:
а) малая интенсивность;
б) дальнодействие;
в) универсальность;
г) парность полюсов;
д) притяжение и отталкивание.
8. Основные характеристики лептонов:
а) масса;
б) электрический заряд;
в) аромат;
г) время жизни;
д) цвет.
9. В Млечный путь входят:
а) Солнечная система;
б) Созвездие Кассиопеи;
в) скопление звезд;
г) планеты;
д) Туманность Андромеды.
10. К направлениям органической химии относятся:
а) химия антибиотиков;
б) душистых соединений;
в) физическая химия;
г) фармакохимия;
д) аналитическая химия.
11. К органогенам относятся:
а) калий;
б) натрий;
в) азот;
г) сера;
д) фосфор.
12. Генная инженерия — это:
а) основа клонирования;
б) метод синтеза и выделения генов;
в) клеточная инженерия;
г) генная терапия;
д) биотехнология.
13. Развитие органического мира в кайнозойскую эру включает:
а) появление и развитие человека;
б) выход растений на сушу;
в) появление многих отрядов млекопитающих;
г) господство покрытосеменных растений;
д) вымирание динозавров.
14. Современный экологический кризис проявляется:
а) в изменении климата планеты вследствие нарушения баланса газов в атмосфере;
б) в загрязнении вод Мирового океана, почвы и атмосферы;
в) в проблемах поливного земледелия;
г) в исчерпании невозобновимых минеральных и органических ресурсов;
д) в исчерпании ресурсов промысла и собирательства.
15. Ч. Дарвин показал, что в борьбу за существование включается:
а) ожесточенная борьба особей одного вида;
б) установление между живыми организмами форм сотрудничества и взаимопомощи;
в) конкуренция между представителями различных видов животных;
г) борьба с неблагоприятными условиями внешней среды;
д) противостояние живой природы наступающей индустриальной цивилизации.
16. Согласно Н.В.Тимофееву-Ресовскому, элементарными факторами и явлениями эволюции необходимо считать:
а) особь — как элементарную эволюционную структуру;
б) изменение генотипического состава популяции как элементарное эволюционное явление;
в) генофонд популяции как элементарный эволюционный материал;
г) мутации как элементарные эволюционные факторы;
д) естественный отбор как элементарное эволюционное противодействие.
17. Какие суждения можно применить к определению биосферы:
а) способ существования белковых тел, существенным моментом которого является постоянный обмен веществ с окружающей их внешней природой;
б) область жизни, включающая все организмы и их остатки; состоит из атмосферы, литосферы и гидросферы, населенных и видоизмененных организмами;
в) комплексная наука о законах функционирования биологических систем в их взаимодействии с окружающей средой;
г) глобальная экологическая система, работающая по принципу самоорганизации;
д) сфера единства живого и косного вещества.
18. Экологическими можно назвать следующие всеобщие законы естествознания:
а) закон равнозначности условий жизни;
б) закон сохранения массы вещества;
в) закон развития систем за счет использования материально-энергетических и информационных ресурсов окружающей среды;
г) закон сохранения энергии;
д) закон однонаправленности потока энергии (правило 10%).
19.Выдающимися русскими космистами являются:
а) А.Л. Чижевский;
б) К.Э. Циолковский;
в) Н.В. Тимофеев-Ресовский;
г) В.И. Вернадский;
д) Н.И. Лобачевский.
20. Самоорганизация— это процесс:
а) энтропийный;
б) антиэнтропийный;
в) в закрытой системе;
г) самопроизвольный;
д) против равновесия.
КСЕ. ИТОГОВЫЙ ТЕСТ № 6.
Решить один из вариантов
Вариант 1. Какие утверждения верны?
Поставьте плюс (если согласны) или минус (если не согласны)
- Птолемей создал модель Вселенной, в центре которой находилось Солнце.
- Ближайшая к Солнцу планета Венера.
- Среди планет-гигантов только у Сатурна имеется кольцо.
- Ж. Бюффон предположил, что Солнечная система возникла из холодного пылевого облака.
- Горные породы всегда состоят из нескольких минералов.
- Место, где происходит сдвиг горных пород, называется очагом землетрясений.
- Динозавры - это одна из групп древних пресмыкающихся.
- Все биологические клетки имеют ядро.
- Различают две среды обитания - наземную и водную.
- Человек появился на Земле 65 млн. лет назад.
- Неандерталец и кроманьонец относятся к виду «человек разумный».
- Любые изменения, происходящие в природе, называют природными явлениями.
- Атомы состоят из кварков и лептонов.
- Природные системы существуют за счет солнечной энергии, количество которой избыточно и относительно постоянно.
- Высший уровень организации живой материи – биосфера.
КСЕ. ИТОГОВЫЙ ТЕСТ № 7.
