Концепция Пространства и времени в естествознании

План
1. Из истории представлений о пространстве и времени
2. Современные представления о пространстве и времени
3. Научная революция 19-20 века и ее влияние на концепцию пространства и времени

Представления древних о пространстве
Конечность
Асимметричность (выделенные места и направления: центр-край, верх-низ)
Слоистость, региональность: выделение слоев, сфер, регионов (подземный и земной мир, подлунный и надлунный мир, сфера звезд)

Представления древних о времени
Цикличность
Стадиальность (рождение, детство, юность, зрелость, старость, смерть)
Событийность: мера времени как число событий

Идея пустоты
Античный атомизм (Левкипп, Демокрит): есть бесконечная пустота, в которой движутся атомы

Две основные концепции пространства и времени
Субстанциальная: пространство и время абсолютны, не зависят от вещей и события, представляют отдельные сущности, огромные вместилища (Ньютон). Если все исчезнет, пространство и время останутся
Атрибутивная: пространство и время есть отношения вещей и событий, с исчезновением вещей и событий исчезнут и пространство, время (Лейбниц)

Современные представления о пространстве и времени

Симметрия
Симметрия – инвариантность в преобразованиях

Симметрии пространства и времени
Однородность: одинаковость во всех точках
Изотропность: одинаковость всех направлений

Мерность
3-мерность пространства: нужно три величины (длина, ширина и высота), чтобы определить положение точки в пространстве
1-мерность времени: нужно одно число, чтобы определить момент события во времени
А
х
у
z
t
t0

Непрерывность
Непрерывность пространства: пространство делимо до бесконечности
Непрерывность времени: время содержит сколь угодно малые интервалы

Бесконечность
Бесконечность пространства: можно выйти за границы любой, сколь угодно большой области пространства
Бесконечность времени (вечность): у времени нет ни начала, ни конца

Научная революция 19-20 века
и ее влияние на концепцию пространства и времени

Теория поля
Концепция дальнодействия: мгновенное распространение взаимодействий в пространстве на любых расстояниях
Концепция близкодействия: распространение взаимодействий с конечной скоростью в пространстве (концепция поля)

Теория относительности
Взаимопереход пространства и времени, концепция 4-мерного пространства-времени
Зависимость свойств пространства-времени от движения объектов (замедление времени, сокращение длины, относительность одновременности)
Возрождение атрибутивной концепции пространства и времени

Квантовая механика
Идея дискретности: квантование физических величин, в том числе пространства и времени, существование минимального расстояния и интервала времени
Дополнительность: пространство-скорость и время-энергия