Онтологический статус пространства и времени стал предметом философского и научного анализа в субстанциальной и реляционной концепциях, в которых рассматривается соотношение времени, пространства и материи.
В субстанциальной (от лат. substantia – то, что лежит в основе; сущность) концепции пространство и время трактовались как самостоятельные явления, существующие наряду с материей и независимо от нее. Соответственно отношение между пространством, временем и материей представлялось как отношение между видами самостоятельных субстанций. Это вело к выводу о независимости свойств пространства и времени от характера протекающих в них материальных процессов.
Родоначальником субстанциального подхода, считают Демокрита, который полагал, что существуют только атомы и пустота, отождествляемая им с пространством.
Свое всестороннее развитие и завершение субстанциальная концепция пространства и времени получила у И. Ньютона и в классической физике в целом.
Понятия пространства и времени, выработанные в классической физике, являются результатом теоретического анализа механического движения. Ньютон четко различал два типа времени и пространства – абсолютное и относительное.
Понятия "пространство" и "время" были определены И. Ньютоном в строгом соответствии с той методологической установкой, которая была принята формирующейся опытной наукой Нового времени, а именно – познание сущности (законов природы) через явления. Он четко различал два типа времени и пространства – абсолютное и относительное, и дал им следующие определения.
"Абсолютное, истинное, математическое время само по себе и по своей сущности, без всякого отношения к чему- либо внешнему, протекает равномерно и иначе называется длительностью.
Относительное, кажущееся, или обыденное, время есть или точная, или изменчивая, постигаемая чувствами, внешняя мера продолжительности, употребляемая в обыденной жизни вместо истинного математического времени, как-то: час, день, месяц, год.
Абсолютное пространство по своей сущности, безотносительно к чему бы то ни было внешнему, остается всегда одинаковым и неподвижным.
Относительное пространство есть мера или какая- либо ограниченная подвижная часть, которая определяется нашими чувствами по положению его относительно некоторых тел и которое в обыденной жизни принимается за пространство неподвижное" .
Чем вызвано это различение?
Прежде всего оно связано с особенностями теоретического и эмпирического уровней познания пространства и времени.
На эмпирическом уровне пространство и время предстают как относительные, т.е. связанные с конкретными физическими процессами и их восприятием на уровне чувств.
На теоретическом уровне абсолютные пространство и время представляют собой идеализированные объекты, у которых выделяется только одна характеристика: для времени – быть "чистой длительностью", а для пространства быть "чистой протяженностью".
Понятия абсолютного пространства и абсолютного времени у Ньютона являются необходимым теоретическим основанием законов движения. В дальнейшем они были онтологизированы, т.е. наделены бытием вне теоретической системы механики, и стали рассматриваться как самостоятельные сущности, не зависящие ни друг от друга, ни от материи.
В реляционной (от лат. relatio – отношение) концепции пространство и время понимаются не как самостоятельные сущности, а как системы отношений, образуемых взаимодействующими материальными объектами. Вне этой системы взаимодействий пространство и время считались несуществующими. В этой концепции пространство и время выступают как общие формы координации материальных объектов и их состояний. Соответственно допускалась и зависимость свойств пространства и времени от характера взаимодействия материальных систем. В философии реляционная концепция времени в Античности разрабатывалась Аристотелем, а в Новое время Г. Лейбницем, которые полагали, что пространство и время имеют исключительно относительный характер и являются: пространство – порядком сосуществования фрагментов реальности, а время – последовательностью сосуществования фрагментов реальности.
В физике реляционная концепция пространства и времени была представлена специальной теории относительности (1905) и общей теории относительности (1916).
А. Эйнштейн при разработке своей теории опирался на идеи физика Г. А. Лоренца (1853–1928), физика и математика А. Пуанкаре (1854–1912), математика Г. Минковского (1864–1909). Если в механике Ньютона пространство и время не были связаны между собой и носили абсолютный характер, т.е. были неизменными в разных системах отсчета, то в специальной теории относительности они становятся относительными (зависят от системы отсчета) и взаимосвязанными, образуя пространственно-временной континуум, или единое четырехмерное пространство-время.
Общая теория относительности разрабатывалась А. Эйнштейном в 1907–1916 гг. В своей теории он пришел к выводу, что реальное пространство является неевклидовым, что в присутствии создающих гравитационные поля тел количественные характеристики пространства и времени становятся другими, нежели в отсутствие тел и создаваемых ими полей. Пространство-время является неоднородным, его свойства изменяются с изменением гравитационного поля. В общей теории относительности на место абсолютного пространства пришло гравитационное поле, таким образом "пустое пространство, т.е. пространство без поля, не существует, пространство-время существует не само по себе, но только как структурное свойство поля" . В общей теории относительности не только пространство и время по отдельности, но и пространственно-временной континуум лишается абсолютности. Согласно выводам общей теории относительности, метрика пространства и времени определяется распределением гравитационных масс во Вселенной.
В марксистско-ленинской философии считалось, что основное философское значение теории относительности состоит в следующем.
- 1. Теория относительности исключила из науки понятия абсолютного пространства и абсолютного времени, обнаружив тем самым несостоятельность субстанциальной трактовки пространства и времени как самостоятельных, независимых от материи форм бытия.
- 2. Она показала зависимость пространственно-временных свойств от характера движения и взаимодействия материальных систем, подтвердила правильность трактовки пространства и времени как основных форм существования материи, в качестве содержания которых выступает движущаяся материя.
Рассматривая философские выводы, сделанные на основе теории относительности, нужно иметь в виду следующее. Физика, как и любая иная наука, дает описание мира, опираясь лишь на те знания и представления, которые она может обобщить на данном этапе. И субстанциальная, и релятивистская концепции пространства и времени, разработанные в классической механике и теории относительности, принадлежат к физическим теориям пространства и времени. В этих научных теориях представлены концептуальные модели пространства и времени, причем, как обращают внимание некоторые ученые, время в теории относительности оказалось "опространственным", его специфика по сравнению с пространством не раскрыта, а "пространство-время" теории относительности – это искусственно совмещенный континуум .
Научные споры вокруг теории относительности возникли сразу же при ее создании и не утихают по настоящее время.
Как указывается в специальной научной литературе , в настоящее время нет сколько-нибудь убедительной экспериментальной проверки общей теории относительности. Более того, нет экспериментального подтверждения исходных посылок общей теории относительности. Например, до сих пор не подтверждено, что скорость распространения гравитационного возмущения равна скорости света в вакууме. Только эксперимент может дать ответ на вопрос, какова в действительности скорость распространения гравитации.
Физики солидарны в том, что необходимо тщательное обсуждение физических основ теории относительности, установление границ ее применимости. Современные оценки философских выводов теории относительности более взвешенные. С точки зрения признания объективности пространства и времени обе эти концепции равноценны. Несмотря на различия, эти концепции отражают одно и то же реальное пространство и время, поэтому философия не может окончательно исключить ни одну из моделей, категорически признав ее абсолютно неприемлемой.
Свою версию природы времени предложил известный российский астрофизик Н. А. Козырев (1908–1983) . Его концепция времени является субстанциональной, т.е. время рассматривается как самостоятельное явление природы, существующее наряду с веществом и физическими полями и воздействующее на объекты нашего мира и протекающие в нем процессы.
Козырев исходил из идеи, что время – это не просто "чистая длительность", расстояние от одного события до другого, а нечто материальное, обладающее физическими свойствами. Можно сказать, что у времени два типа свойств: пассивные, связанные с геометрией нашего мира (их изучает теория относительности), и активные, зависящие от его внутреннего "устройства". Это и есть предмет теории Козырева.
В конце XX в. появился целый ряд версий понимания сущности времени, подробный анализ которых можно найти в книге В. В. Крюкова . Анализируя новые подходы к пониманию времени и отмечая их перспективность для дальнейшей разработки проблемы времени, В. В. Крюков полагает, что в онтологическом плане следует формулировать заявленный подход предельно широко и вести речь о проявлении активности материи, какова бы ни была природа этой активности. В свою очередь активность материи может быть описана в двух взаимосвязанных один с другим аспектах: топологическом и метрическом, т.е. как последовательность событий и как их продолжительность .
Взаимосвязь времени с внутренней энергией материальных тел рассматривается в концепции А. Н. Бича
Лалетин
А.П. 13. 06. 2007.
Пространство
- единственная объективно существующая не материальная субстанция. Оно вечно,
неизменно и бесконечно. Оно заполнено растворенным в нем веществом, но само не
материально. Оно ни с чем не взаимодействует, никакие деформации пространства
невозможны, искривляется световой луч, но не пространство. У пространства нет
ни верха, ни низа, потому находящийся в нем объект никуда не падает, не летит,
а находится в состоянии покоя. Это свойство пространства порождает инерцию
движения материи. Пространство невозможно уничтожить даже в воображении.
Пространство, это то, что остается после исчезновения всего, если бы вообще
никогда ничего не было бы, пространство(пустота) все равно существовало бы. Нам
дано взаимодействовать только с материей находящейся в нем, но никак не с
пространством. Пространственные координаты относятся к материи, либо
виртуальны, но никак не связаны с пространством. Не может быть движения
относительно пустоты, любое движение возможно только относительно какой-то
материи. Ничто и нечто. Ничто, это пространство, масса ноль, размер
бесконечно велик, и нечто, это материя, размер бесконечно мал, масса бесконечно
велика. Что бы не создавать мифических образов в физике, вместо слова
/пространство/ используйте слово /пустота/, оно конкретно отображает суть
пространства. Пустота времени, многомерность пустоты, энергия пустоты,
искривление пустоты, сжатие пустоты, параллельная пустота, абсурдность этих
понятий сразу становится очевидной.
Вещество
Никаких
сил притяжения в природе нет. Абсолютно плотное вещество (материя) не обладает
никакими силами, сдерживающими его фрагменты. Потому оно аморфно, бесформенно,
свободно разваливается, рассыпается, растворяется до бесконечности вглубь.
Абсолютная плотность не является твердостью. Это те частицы, которые образуют
гравитацию, потому для них самих гравитация не существует. Внутреннее движение
в плотном веществе невозможно. Количество материи в космосе постоянно, материя
никогда не образовывалась, не образуется и не исчезает. Плотные фрагменты
вещества столь малы, что, потеряв орбитальное движение, становятся не
обнаруживаемыми. Создается видимость перехода энергии в вещество, либо
вещества в энергию. В действительности же происходит только передача
количества движения от одних материальных объектов к другим, количество
вещества при этом постоянно. Одно и то же количество вещества может занимать
радикально различный объем, в зависимости от энергонасыщености. Строение
вещества одинаково и в микро, и в макро, и в нашем мире. Аналогия абсолютна.
Изучив окружающий космос можно определить, в состав какого атома входит наша
планета, частью какой молекулы является этот атом. Линейно лучевая структура
эфира образует сферическую структуру материи, что является гармоническим ключом
образования жизни. (об этом подробно в статье «Математика круга».
Любой вид энергии в первооснове является количеством инерционного движения материи. Столкновение материальных объектов различных направлений (векторов) движения называется передачей энергии, и приводит к потери энергии одними, и приобретению энергии другими материальными объектами. Приобретение большего количества движения материальными объектами
называется
поглощением, энергии. Потеря количества движения материальными объектами
называется выделением энергии. Проявлением любого вида энергии может быть
только передача количества движения от одних материальных объектов к другим
материальным объектам. В основном это энергия вращения, но всегда в
совокупности с энергией линейного движения. Инерция существует благодаря
нематериальности пространства. Каждое тело в пространстве находится в состоянии
покоя относительно самого себя. При столкновении каждое из тел пытается
сохранить свой покой, и каждому из них приходится останавливать(усмирять)
нарушителя своего покоя. Энергия не имеет разновидностей. Как количество
движения может быть темным или светлым, химическим или ядерным? Весь наш мир
живет за счет энергии столкновения тех двух черных дыр, которые, столкнувшись
однажды, его образовали, и противодействующей ей сжимающей энергии эфира.
Миров подобных нашему, в космосе бессчетное множество, нет никакой уникальности
ни у одного из них. Кроме нашего конечно, ведь в нем живу я.
Изотропные
потоки растворенного в пространстве вещества, мчащиеся со всех сторон, в любую
точку пространства с огромными скоростями составляют эфир. Средняя скорость
эфирных потоков определяет скорость света. Весь спектр свойств материи порожден
эфиром. Без эфира материя обладает только плотностью и непроницаемостью.
Только эфир придает ей твердость, форму, гравитацию и электромагнетизм. Эфир
образует гравитацию, электричество, магнетизм и активно участвует во всех
случаях энергообмена. Обнаруженные свойства пространства, по сути, есть
свойства эфира. Само пространство имеет только одно свойство, это абсолютная
прозрачность. Все остальные свойства созданы эфиром. Можно предположить, что в
состав эфира входят иные миры, мчащиеся сквозь нас с гипер световыми
скоростями, а мы являемся частью их эфира. Но тут неувязка с проницаемостью
чд, они абсолютно не проницаемы. Полный хаос эфирных потоков создает
равномерное давление со всех сторон, что порождает гармонию мироздания. Сгустки
вещества, размер которых позволяет эфиру равномерно обжать их со всех сторон,
обретают твердость и форму шара. Своей непроницаемостью они создают вокруг себя
сферическую эфирную тень, что и является гравитационным полем. Внутренняя
энергия таких шариков равна нулю, не зависимо от размера. По сути, это черные
дыры, только маленькие. Иисус Христос знал это, “тот кто имеет, тому дано
будет, а кто не имеет, отнимется последнее” это про те сгустки вещества, если
они имеют достаточную массу, то будут приростать эфирной пылью, если масса
мала, то будут разбиты в пыль. Энергией обладают орбитальные системы,
состоящие из всевозможных вариаций объединения твердых шариков. Вся материя
однородна, никакого (антивещества) нет, наблюдаемая аннигиляция всего лишь взаимная
остановка от лобового столкновения. Возникает эффект исчезновения, сами шарики
столь малы, что после остановки не обнаруживаются. Все известные сегодня
элементарные частицы являются орбитальными системами, внешние орбиты мы
принимаем за плотную поверхность. При попадании такой энергонасыщеной материи
на поверхность чд орбитальная структура материи раздавливается эфиром. Твердые
шарики сливаются с телом чд, лишь малая часть их в виде жесткого излучения
уносит выделенную энергию разрушенного вещества. Внутренняя энергия чд нулевая.
Когда чд окружена большим количеством вещества, его разрушение замедляется
отбрасыванием вещества от поверхности чд мощным излучением выделяющейся
энергии. В центре солнц и почти всех планет есть изюминка, то есть чд. Название
чд не верно, дыра-это пустое место в чем-то плотном, чд на оборот, шарик
абсолютно плотной материи в окружении более разряженного пространства.
Свойства чд меняются с ее ростом, ее размер определяет скорость разрушения
попавшего на ее поверхность вещества. Гигантские чд моментально уничтожают
попавшие на них элементы. Тела чд содержат вещество угасших галактик, но при
столкновении чд эти угасшие миры вновь возрождаются. Вспышки сверх новых
звезд возникают от столкновения чд. По внешнему виду взрыва можно определить
участников катаклизма. Если столкнулись две чд одинакового размера, то внешний
вид взрыва будет копировать, как бы, в увеличенном и замедленном виде
прикосновение двух шаров, где точка соприкосновения будет самой яркой зоной, и
далее по обоим шарам яркость будет убывать. Видна будет ось их полета до
столкновения, линия от самой темной точки на одном шаре через самую яркую точку
соприкосновения к темной точке на другом шаре, и яркая плоскость излучения из
точки прикосновения перпендикулярная оси столкновения. Со временем в плоскости
перпендикулярной оси столкновения может возникнуть яркое кольцо первичного
выброса самой горячей плазмы. Разность размеров столкнувшихся чд будет
отображена с фотографической точностью во внешнем виде вспышки. Существует
множество вариантов столкновений чд, разная встречная скорость, разная масса,
разного вида оболочки чд, скорость и направление вращения. Любая звезда, это
чд в оболочке. Все это будет отображаться в форме вспышки и в спектре излучения.
Если форма взрыва один равномерно яркий шар, то взрыв произошел не от
столкновения, а от внутренних процессов. Определив размеры и массы
обнаруженных в космосе чд, можно довольно точно рассчитать удельный вес
абсолютно плотной материи. Это позволило бы нам точно определять, на сколько
энергетично то, или иное вещество. Внутренняя энергия материи различна.
Огромная у молодых легких элементов, и уменьшается с возрастом, старея, они
превращаются в более тяжелые и менее энергетичные. Но при образовании
достаточно больших чд внутри элементов начинается свой звездный процесс
порождающий радиоактивность. Утяжеление элементов идет с выделением энергии,
создание более легких элементов требует затраты энергии.
Время – последовательность изменения расположения материи. (последовательность движения)
Существование
движения, где бы то ни было, определяет ход времени во всем пространстве.
Даже для абсолютно неподвижного мира время идет, потому что где–то есть
движение. Время образовано движением материи, и потому не влияет на материю.
Не материя стареет от времени, а время идет в виду изменения материи. Время
не материально, это понятие, способствующее упорядочиванию хаоса всеобщего
движения. Любые влияния, воздействия относятся к движению материальных
объектов, и уже в следствии изменения их движения, можно говорить о изменении
хода времени, что в действительности будет только изменением условий
отслеживания времени. Мир живет движением, и только материя взаимодействует, а
время мы отслеживаем. Время не способно оказывать либо воспринимать
физическое влияние. Настоящий момент одновременен во всем космосе. Быстрые
или медленные процессы, протекают в едином настоящем моменте, независимо ни от
чего. Замедление или ускорение процессов, принятых вами за эталон времени, не
является временным сдвигом, а всего лишь результатом механического
взаимодействия материи. Движение во вселенной вечно и не прерывно, потому и
время вечно и не прерывно. Если бы вся материя однажды полностью была
неподвижна, то эта неподвижность осталась бы навсегда. Существование движения
во вселенной является доказательством вечного существования движения. Время,
как и движение, существует независимо от существования разума. Но обнаружить,
увидеть время, возможно только обладая разумом, имеющим память и прогноз.
Имеющееся у нас сознание живое, то есть оно существует благодаря существованию
движения некоторых материальных субстанций. Но мы не ощущаем этой связи, и
потому может возникнуть мнение, что время шло бы, даже при полном отсутствии
движения. Но это недомыслие, при полном отсутствии движения ни времени, ни
мысли нет. Ход времени необратим, обратное движение материи не прерывает и не
обращает течения времени вспять. Время не имеет инвариантности, прошлое и
будущее возможно только в одном единственном варианте. Мы имеем выбор действий,
но можем выбрать только один вариант. Время идет равномерно, потому, что
инерционное движение в пространстве равномерно. Можно воспринимать, отслеживать
время, с различной скоростью, но само течение времени равномерно. Объективно
существует только настоящий момент времени. Временного пространства нет.
Временная шкала виртуальна. Материя, само плотное вещество, существует
безвременно, как и пространство, а последовательность его вариаций
расположения и есть время. Абсолютно плотная материя не имеет внутреннего
движения, следовательно, и времени внутри абсолютно плотного вещества не
существует. Например, в черной дыре. Для нас существует предельно малый
промежуток времени, но для более тонкого микромира это целая эпоха. Как и для
макромира наше время-неопределяемый миг.
Магнетизм
и электричество. Эфир имеет линейную структуру, его потоки прямолинейны.
Нарушения равномерности эфира называют полем. Поля имеют сферическую структуру.
Поля образуются при взаимодействии эфира с большим скоплением материи, либо с
их излучением. Взаимодействие излучений образует магнитное поле. Изотропное
излучение эфира, взаимодействуя с излучением объекта образует магнитные силовые
линии. Электрический ток составляют вращающиеся вокруг собственной оси
частицы. Скорость их вращения определяет напряжение, их количество определяет
силу тока. Направление вращения определяет полярность. Известные нам частицы
микро мира являются сложными энерго системами имеющими ядро и орбитальное
вещество. Их проницаемость эфиром не однородна. Минимальна в экваториальной
плоскости, и максимальна по оси вращения. Это полностью согласуется с
расположением магнитных силовых линий. Направление вращения орбитального вещества
и ядра определяет полярность. Полностью эта тема еще не подготовлена к
публикации, слишком сложно описать взаимосвязи частотного, гироскопического,
эфирного и других эффектов взаимодействия частиц, но со временем и это
решаемо. Отсутствие стройной теории, дающей познание физического устройства
взаимодействия элементов микромира, породило отдельную науку -
химию. Подменив отсутствующие знания экспериментом, химикам удалось
обнаружить массу конкретных практических решений, накоплен богатейший опыт практической
работы. Но физического понимания процессов микромира как не было, так и
нет. Убежден, что выход на новый технологический уровень старым
химическим способом, без понимания физики происходящих в микромире
процессов невозможен, либо на порядок дольше.
Лалетин А.П. 7. 07. 2007.
Строение звезды.
В центре звезды находится черная дыра, то есть скопление выгоревшей материи, полностью остановившиеся фрагменты вещества. Внутренняя температура и энергия чд равна абсолютному нулю. Черная дыра (чд) обладает максимальной, то есть абсолютной плотностью вещества. Эфирные потоки не способны проникать сквозь ч д. На ее поверхности существует максимальная разница эфирного давления, которая разрушает любые орбитальные микро энергосистемы. Громадное количество выделяющейся лучевой энергии, внутри звезды на поверхности чд, пытается отбросить окружающее чд вещество. Но разница эфирного давления прижимает его внутрь звезды, к поверхности чд. В таком противоходе более тяжелые элементы располагаются ближе к центру, а легкие выталкиваются на поверхность. Поэтому, даже если основная масса звезды состоит из тяжелых элементов, внешний анализ покажет только гелий и водород. Существует много вариантов звезд, разная масса чд и различный состав оболочки в сочетании с разным временем существования создают широчайший спектр разновидностей. Когда в недрах звезды выгорают все тяжелые элементы, которые сдерживали лучевой разброс, то легкие элементы отбрасываются дальше от центра. Звезда увеличивается, но количество вещества касающегося поверхности чд уменьшается, энергии выделяется меньше. Со временем чд сожрет и эту разряженную оболочку, при отсутствии энергосодержащей материи на поверхности чд всякое излучение прекращается. Планета отличается от звезды тем, что в оболочке чд, находящейся в центре планеты, слишком много тяжелых элементов, а сама чд еще мала и процесс разрушения элементов на ее поверхности на много скромнее звездного, потому поверхность оболочки остывшая. Но со временем чд увеличивается, и количество выделяемой энергии увеличивается. Вспышки сверх новых звезд происходят в результате столкновения двух черных дыр. Поскольку существует много разновидностей оболочек и размеров чд, то и вспышки могут быть различны. По внешнему виду и спектру излучений вспышки можно установить характеристики виновников катаклизма. Если столкнулись две чд одинакового размера, то внешний вид взрыва будет копировать, как бы в замедленном и увеличенном виде прикосновение двух шаров, где точка соприкосновения будет самой яркой зоной, и далее по обоим шарам яркость будет убывать. Видна будет ось их полета до столкновения, линия от самой темной точки на одном шаре через самую яркую точку соприкосновения к темной точке на другом шаре, и яркая плоскость излучения из точки прикосновения перпендикулярная оси столкновения. Со временем в плоскости перпендикулярной оси столкновения может возникнуть яркое кольцо первичного выброса самой горячей плазмы. Разность размеров столкнувшихся чд будет отображена с фотографической точностью во внешнем виде вспышки. Существует множество вариантов столкновений чд, разная встречная скорость, разная масса, разного вида оболочки чд.
Все это отображается во внешнем виде вспышки. Космическая пустота и плотная материя были всегда, они никогда не появлялись и не исчезали. Свое начало и конец имеет каждая сложная энергосистема, но всеобщего начала никогда небыло, как не будет и конца. Процесс имеет несколько случайных вариантов, но достаточно однотипен и цикличен. Никогда вся материя не находилась в едином скоплении, если бы такое случилось, то так и осталось бы навсегда. Нечему было бы это нарушить. Не материально только пространство, все остальное имеет свою материальную массу.
Понятия пространства и времени, выработанные в классической физике, являются результатом теоретического анализа механического движения.
В главной работе И.Ньютона «Математические начала натуральной философии», изданной в 1687 г., были сформулированы основные законы движения и дано определение понятий пространства и времени.
Понятия «пространство» и «время» были определены И. Ньютоном в строгом соответствии с той методологической установкой, которая была принята формирующейся опытной наукой Нового Времени, а именно, познание сущности (законов природы) через явления. Он писал: «Время, пространство, место и движение составляют понятия общеизвестные. Однако необходимо заметить, что эти понятия обыкновенно относят к тому, что постигается нашими чувствами. Отсюда происходят некоторые неправильные суждения, для устранения которых необходимо вышеприведённые понятия разделить на абсолютные и относительные, истинные и кажущиеся, математические и обыденные».
Ньютон чётко различал два типа времени и пространства – абсолютное и относительное, и дал им следующие определения:
«Абсолютное, истинное, математическое время само по себе и по своей сущности, без всякого отношения к чему-либо внешнему, протекает равномерно и иначе называется длительностью.
«Относительное, кажущееся, или обыденное, время есть или точная, или изменчивая, постигаемая чувствами, внешняя мера продолжительности, употребляемая в обыденной жизни вместо истинного математического времени, как-то: час, день, месяц, год.
«Абсолютное пространство по своей сущности, безотносительно к чему бы то ни было внешнему, остается всегда одинаковым и неподвижным.
«Относительное пространство есть мера или какая-либо ограниченная подвижная часть, которая определяется нашими чувствами по положению его относительно некоторых тел и которое в обыденной жизни принимается за пространство неподвижное».
Чем вызвано это различение?
Прежде всего, оно связано с особенностями теоретического и эмпирического уровней познания пространства и времени.
На теоретическом уровне пространство и время представляют собой идеализированные объекты, у которых выделяется только одна характеристика: для времени – быть «чистой длительностью», а для пространства быть «чистой протяженностью».
На эмпирическом уровне пространство и время предстают как относительные, то есть, связанные с конкретными физическими процессами и их восприятием на уровне чувств.
Таким образом, и для времени, и для пространства термин «относительный» использовался в смысле «измеряемая величина» (постигаемая нашими чувствами), а «абсолютный» - в смысле «математическая модель».
Почему Ньютон ввел разграничение теоретического и эмпирического смысла этих понятий?
Соотношение между понятиями абсолютного и относительного времени и необходимость в них ясно видна из следующего пояснения.
Время, как известно, можно измерить при помощи равномерного периодического процесса. Однако, мы знаем, что процессы равномерны? Очевидны логические трудности в определении подобных первичных понятий.
Другая трудность связана с тем, что два одинаково равномерных на данном уровне точности процесса могут оказаться относительно неравномерными при более точном измерении. И мы постоянно оказываемся перед необходимостью выбора все более надежного эталона равномерности хода времени.
Абсолютное время различается в астрономии от обыденного солнечного времени уравнением времени. Ибо естественные солнечные сутки, принимаемые при обыденном измерении времени как равные, на самом деле между собою неравны. Это неравенство и исправляется астрономами, чтобы при измерениях движений небесных светил применять более правильное время. Возможно, что не существует (в природе) такого равномерного движения, которым время могло бы измеряться с совершенною точностью. Все движения могут ускоряться или замедляться, течение же абсолютного времени изменяться не может.
Таким образом, относительное время Ньютона есть время измеряемое, тогда как время абсолютное есть его математическая модель со свойствами, выводимыми из относительного времени при помощи абстрагирования.
Перейдём к понятию абсолютного пространства.
Важную роль в развитии естествознания сыграл принцип относительности для механического движения, впервые установленный Г.Галилеем и окончательно сформулированный в механике Ньютоном.
Отцом принципа относительности считается Галилео Галилей, который обратил внимание на то, что находясь в замкнутой физической системе, невозможно определить, покоится эта система или равномерно движется. Во времена Галилея люди имели дело в основном с чисто механическими явлениями. В своей книге «Диалоги о двух системах мира» Галилей сформулировал принцип относительности следующим образом: для предметов, захваченных равномерным движением, это последнее как бы не существует, и проявляет своё действие только на вещах, не принимающих в нём участия.
Идеи Галилея нашли развитие в механике Ньютона, который дал научную формулировку принципа относительности: относительные движения тел друг по отношению к другу, заключенные в каком-либо пространстве, одинаковы, покоится ли это пространство, или движется равномерно и прямолинейно без вращения.
Другими словами, согласно принципу относительности Галилея, законы механики инвариантны, то есть остаются неизменными при тех или иных преобразованиях относительно инерциальных систем отсчёта. Переход от одной инерциальной системы отсчёта к другой осуществляется на основе так называемых преобразований Галилея, где х, у и z означают координаты тела, v – скорость, а t – время:
Смысл принципа относительности заключается в том, что во всех инерциальных системах отсчёта законы классической механики имеют одинаковую математическую форму записи.
В период создания механики перед Ньютоном неизбежно вставал вопрос: а существуют ли вообще инерциальные системы? Если существует хотя бы одна такая система, то может существовать бесчисленное их множество, ибо любая система, движущаяся равномерно и прямолинейно относительно данной, тоже будет инерциальной. Совершенно очевидно, что в природе инерциальных систем отсчёта нет. На Земле с достаточной степенью точности соблюдается принцип инерции, и тем не менее Земля - система неинерциальная: она вращается вокруг Солнца и вокруг собственной оси. Не может быть инерциальной и система, связанная с Солнцем, ибо Солнце вращается вокруг центра Галактики. Но если, ни одна реальная система отсчета не является строго инерциальной, то не оказываются ли фикцией основные законы механики?
Поиски ответа на этот вопрос привели к понятию абсолютного пространства. Оно представлялось совершенно неподвижным, а связанная с ним система отсчета - инерциальной. Предполагалось, что по отношению к абсолютному пространству законы механики выполняются строгим образом.
В преобразованиях Галилея отражены основные свойства пространства и времени, как они понимались в классической механике.
Каковы же эти свойства?
1. Пространство и время существуют как самостоятельные сущности, не связанные друг с другом.
Пространственные и временные координаты входят в уравнения неравноправным образом. Пространственная координата в движущейся системе зависит и от пространственной и от временной координаты в неподвижной системе (х"= х – vt). Временная же координата в движущейся системе зависит только от временной координаты в неподвижной и никак не связана с пространственными координатами (t" = t).
Таким образом, время мыслится как нечто совершенно самостоятельное по отношению к пространству.
2. Абсолютность пространства и времени, то есть абсолютный характер длины и временных интервалов, а также абсолютный характер одновременности событий.
Основными метрическими характеристиками пространства и времени являются расстояние между двумя точками в пространстве (длина) и расстояние между двумя событиями во времени (промежуток). В преобразованиях Галилея зафиксирован абсолютный характер длины и промежутка. В отношении временного промежутка это непосредственно видно из уравнения t" = t. Время не зависит от системы отсчета, оно одно и то же во всех системах, везде и всюду течет совершенно равномерно и одинаково.
Таким образом, во всех инерциальных системах отсчёта равномерно течёт единое непрерывное абсолютное время и осуществляется абсолютный синхронизм (т. е. одновременность событий не зависит от системы отсчёта, она абсолютна), основой которого могли выступать лишь дальнодействующие мгновенные силы - эта роль в системе Ньютона отводилась тяготению (закон всемирного тяготения). Однако статус дальнодействия определяется не природой гравитации, а самой субстанциальной природой пространства и времени в рамках механистической картины мира.
В классической механике Ньютона пространство вводится посредством евклидовой трехмерной геометрии. В силу этого оно непрерывно, упорядочено, трехмерно, бесконечно, безгранично - это трехмерный континуум точек.
Ньютоновская концепция пространства и времени и принцип относительности Галилея, на основе которых строилась физическая картина мира, господствовали вплоть до конца XIX в.
Пространство и время в физике определяются в общем виде как фундаментальные структуры координации материальных объектов и их состояний: система отношений, отображающая координацию сосуществующих объектов (расстояния, ориентацию и т. д.), образует пространство, а система отношений, отображающая координацию сменяющих друг друга состояний или явлений (последовательность, длительность и т. д.), образует время. Пространство и время являются организующими структурами различных уровней физического познания и играют важную роль в межуровневых взаимоотношениях. Они (или сопряжённые с ними конструкции) во многом определяют структуру (метрическую, топологическую и т. д.) фундаментальных физических теорий, задают структуру эмпирические интерпретации и верификации физических теорий, структуру операциональных процедур (в основе которых лежат фиксации пространственно-временных совпадений в измерит. актах, с учётом специфики используемых физ. взаимодействий), а также организуют физ. картины мира. К такому представлению вёл весь исторический путь концептуального развития
После того, как физики пришли к выводу о волновой природе света возникло понятие эфира - среды в которой свет распространяется. Каждая частица эфира могла быть представлена как источник вторичных волн, и можно было объяснить огромную скорость света огромной твёрдостью и упругостью частиц эфира. Иными словами эфир был материализацией Ньютоновского абсолютного пространства. Но это шло в разрез с основными положениями доктрины Ньютона о пространстве.
Революция в физике началась открытием Рёмера - выяснилось, что скорость света конечна и равна примерно 300"000 км/с. В 1728 году Брэдри открыл явление звёздной аберрации. На основе этих открытий было установлено, что скорость света не зависит от движения источника и/или приёмника.
О.Френель показал, что эфир может частично увлекаться движущимися телами, однако опыт А.Майкельсона (1881 г.) полностью это опроверг.
Таким образом возникла необъяснимая несогласованность, оптические явления всё хуже сводились к механике. Но окончательно механистическую картину мира подорвало открытие Фарадея - Максвелла: свет оказался разновидностью электромагнитных волн. Многочисленные экспериментальные законы нашли отражение в системе уравнений Максвелла, которые описывают принципиально новые закономерности. Ареной этих законов является всё пространство, а не одни точки, в которых находится вещество или заряды, как это принимается для механических законов.
Так возникла электромагнитная теория материи. Физики пришли к выводу о существовании дискретных элементарных объектов в рамках электромагнитной картины мира (электронов). Основные достижения в области исследования электрических и оптических явлений связаны с электронной теорией Г.Лоренца. Лоренц стоял на позиции классической механики. Он нашёл выход, который спасал абсолютное пространство и время классической механики, а также объяснял результат опыта Майкельсона, правда ему пришлось отказаться от преобразований координат Галилея и ввести свои собственные, основанные на неинвариантности времени. t"=t-(vx/cэ), где v - скорость движения системы относительно эфира, а х - координата той точки в движущейся системе, в которой производится измерение времени. Время t" он назвал "локальным временем". На основе этой теории виден эффект изменения размеров тел L2/L1=1+(vэ/2cэ). Сам Лоренц объяснил это опираясь на свою электронную теорию: тела испытывают сокращение вследствие сплющивания электронов.
Теория Лоренца исчерпала возможности классической физики. Дальнейшее развитие физики было на пути ревизии фундаментальных концепций классической физики, отказа от принятия каких - либо выделенных систем отсчёта, отказа от абсолютного движения, ревизии концепции абсолютного пространства и времени. Это было сделано лишь в специальной теории относительности Эйнштейна.
