Навигация
Развитие представлений о пространстве и времени
47760
знаков
0
таблиц
0
изображений
3. Развитие представлений о пространстве и времени
Физики долгое время придерживались взглядов Ньютона на пространство и время и нередко повторяли его определения понятий абсолютного пространства и времени. Только со стороны некоторых философов понятие абсолютного пространства и времени подверглось критике. Так, Г.В. Лейбниц (1646-1716), этот “вечный оппонент” Ньютона, выступил с критикой субстанциальной концепции пространства и времени, отстаивая при этом принципы противоположной теории пространства и времени - реляционной. Лейбниц считал “пространство, так же как и время, чем-то чисто относительным: пространство - порядком существований, а время - порядком последовательностей. Ибо пространство... обозначает порядок одновременных вещей, поскольку они существуют совместно, не касаясь их специфического способа бытия” (Лейбниц Г.В. Переписка с Кларком. - Сочинения в 4-х томах. Т.1, М., 1982, с. 441)..Однако критика Ньютона со стороны философов XVIII в., а также разработка реляционной концепции пространства и времени существенного воздействия на физику не оказали. Естествоиспытатели продолжали пользоваться представлениями Ньютона об абсолютном пространстве и времени, различаясь между собой лишь признанием или не признанием наличие пустого пространства.
Проблема пространства - особая проблема, она объединяет физику и геометрию. Долгое время молчаливо предполагалось, что свойства физического пространства являются свойствами евклидового пространства. Для многих это была само собой разумеющаяся истина. Этот “здравый смысл” и был философски воплощен Кантом в его взглядах на пространство и время как неизменные априорные врожденные “формы чувственного созерцания”. Из этого взгляда следовало, что те представления о пространстве и времени, которые выражены в геометрии Евклида и механике Ньютона, вообще являются единственно возможными.
Впервые по-новому вопрос о свойствах пространства был поставлен в связи с открытием неевклидовой геометрии.
В 1826 г. Николай Иванович Лобачевский (1792 – 1856) сделал сообщение на заседании физико-математического факультета Казанского университета об открытии им неевклидовой геометрии, а в 1829 г. опубликовал работу “Начала геометрии”. В этой работе Лобачевский впервые показал, что можно построить непротиворечивую геометрию, отличную от всем известной и признанной геометрии Евклида, которая ранее казалась единственно возможной. (Через несколько лет, в 1832 г., венгерский математик Янош Больяй опубликовал работу, в которой (независимо от Лобачевского) также развил основные идеи неевклидовой геометрии). Хотя Лобачевский и называл свою геометрию “воображаемой”, тем не менее считал, что вопрос о том, законам какой геометрии подчиняется реальное пространство – евклидовой или неевклидовой геометрии – должен решить опыт, и прежде всего астрономические наблюдения. Лобачевский полагал, что свойства пространства определяются свойствами материи и ее движения. Он считал вполне возможным, что “некоторые силы в природе следуют одной, другие своей особой Геометрии” (Лобачевский Н.И. Полное собрание сочинений. Т. 2, М - Л., 1949, с. 159)., а вопрос о выборе той или иной геометрии должен решать астрономический опыт. (Лобачевский Н.И. Полное собрание сочинений. Т. 2, М-Л., 1949, с. 147).
Спустя почти 40 лет после работ Лобачевского, в 1868 г. была опубликована работа Римана “О гипотезах, лежащих в основании геометрии”. Риман, подобно Лобачевскому, опирался на идею о возможности геометрии, отличной от евклидовой, однако подошел к этому вопросу с несколько иных позиций. Риман вводит обобщенное понятие пространства как непрерывного многообразия n-го порядка или совокупности однородных объектов – точек, определяемых системой чисел (х1, х2..., хn).С точки зрения Римана, вопрос о том, является ли геометрия нашего физического пространства евклидовой, что соответствует его нулевой кривизне, или эта кривизна не равна нулю, должен решить эксперимент. При этом он допускает, что свойства пространства должны зависеть от материальных тел и процессов, которые в пространстве развернуты.
Риман также высказал как одну из возможных гипотезу, касающуюся бесконечности пространства. По его мнению, хотя пространство нужно признать неограниченным, однако если оно может иметь положительную постоянную кривизну, то оно уже не бесконечно, подобно тому как поверхность сферы хотя и не ограничена, но тем не менее ее размеры не являются бесконечными. Так зарождается представление о разграничении бесконечности и безграничности пространства (и времени).
Развитие теории неевклидовых пространств привело к вопросу о построении механики в таких пространствах. Первые работы в этом направлении были связаны с вопросом, не противоречит ли геометрия Лобачевского принципам механики? Если бы удалось доказать невозможность построения механики в неевклидовом пространстве, то тем самым была бы опровергнута мысль о возможности реального неевклидова пространства. Однако результаты, полученные в этом направлении, показали, что в неевклидовом пространстве может быть построена механика.
И тем не менее, появление неевклидовой геометрии, а затем “неевклидовой механики” первоначально не затронуло физику. Для физиков пространство оставалось евклидовым и не было никакой необходимости рассматривать физические явления в неевклидовом пространстве. Так продолжалось до возникновения общей теории относительности.
Похожие работы
... промышленного) капитализма», основанного на принципах свободной конкуренции. Промышленный переворот был только началом индустриализации, он дал толчок непрерывным технико-технологическим и социально-экономическим изменениям. Уже в 1850—60-х гг., в период завершения промышленной революции, в ведущих странах Запада были созданы условия для нового технологического переворота. Вторая технологическая ...
... Гален проводил и хирургические вмешательства. Среди последних описано и нисдавление катаракты, а также попытки удалить катаракту из глаза. Разработанная Галеном система в течение столетий продолжала оказывать влияние на развитие офтальмологии. Цельсий дает нам подробное описание анатомии глаза и 30 различных заболеваний его, в том числе 13, подлежащих хирургическому лечению. У него же мы впервые ...
... которой теряется в глубине веков, была, есть и всегда будет средоточием отечественной науки и культуры: и всегда будет открыта в культурном и научном движении всему Миру"[24]. * "Москва в истории науки и техники" - так называется исследовательский проект (руководитель С.С.Илизаров), выполняемый Институтом истории естествознания и техники им. С.И.Вавилова Российской академии наук при поддержке ...
... обсуждал взаимодействие организмов со средой с позиций, близких дарвиновским. Они были предвестниками эволюционной идеи и целостного восприятия природных комплексов, состоящих из живых и неживых компонентов. Большой вклад в развитие экологических представлений в этот период внесли российские естествоиспытатели А.Т. Болотов (1738 - 1833), И.И. Лепехин (1740 - 1802), П.С. Паллас (1741 - 1811). Во ...
0 комментариев