Концепции пространства - времени

Самые общие
понятия разума:
"Среди неизвестного в окружающей нас
природе самым неизвестным является время,
ибо никто не знает, что такое время
и как им управлять"
Аристотель

"Я знаю, что такое время,
пока не начинаю
думать о нем"
Августин Аврелий
(Св. Августин)
...ибо никто не знает, что такое время
и как им управлять
Аристотель

Путь формирования
понятий
4. Абстрактная модель

1. Ощущение времени
возникает на
биологическом
уровне
Оно воспринимается
всем организмом человека
(у него нет специального
органа "времени")

образ
времени:
2. Интуитивный
"Все течет, все изменяется ..."
Гераклит

„Время не может существовать
само по себе,
лишь из движенья вещей
получаем мы ощущение времени.

Время "уходит" безвозвратно,
оно однонаправлено.
Развитие понятия времени:
4. Универсальная эволюция
окружающего мира
отражается в сознании человека
моделью "стрелы времени"

Понимание сути времени
как естественного хода изменения мира
является содержанием
реляционной концепции времени
Признав реляцию (связь) понятия времени
с ходом естественных процессов,
мы можем использовать их
для измерения интервалов времени

Например:
- цикл "осень, зима, весна, лето"
- цикл "день и ночь"
- горение свечи с делениями,
- опускание гири часов и т.д.
Наблюдается субъективная
дисторсия времени:
- тянется медленно в ожидании,
- ускоряется в минуты опасности,
- не замечается в интересной деятельности

Она выражает классическую модель
идеального пространства и времени,
не зависящего от наблюдателя
В науке стремятся уйти
от субъективизма, поэтому
развивается субстанциональная
концепция времени

Смысл концепции:
мир "погружен"
в пространство
и время!

Пространство воспринимается
через органы зрения человека -
в перспективе все предметы
видятся уменьшенными
"Далекое - близкое" оценивается:
- по уменьшению размеров,
- по времени хода до предметов

Свойства пространства и времени
в классической картине мира
непрерывность, - однородность, - изотропность, - безграничность, - трехмерность
"вечная неизменная пустота"

непрерывность, - однородность, - одномерность, - безграничность, - направленность

Из свойств симметрии следуют
закон сохранения
энергии
закон сохранения
импульса
закон сохранения
момента импульса

Парадоксы
движения
2. Что движется ?

Д в и ж е н и е

А.С. Пушкин

Апория Зенона
"Стрела"

"Движенья - нет!"
Зенон
Занимать место в пространстве -
- значит быть в нем
какое-то время неподвижным.
Ошибка:
Время-субстанция оторвано от
процесса движения!

Ответ Антисфена дан
по реляционной концепции
- движение первично,
оно очевидно

Определение
Движение является в общем случае
процессом любого изменения вообще,
независимо от его характера, направления
или результата
Аристотель выделяет 4 вида:
- возникновение и уничтожение сущего;
- количественный рост или уменьшение;
- качественное изменение (вино - уксус);
- перемещение из одного места в другое.

"Природа боится пустоты",
это поддерживает движение,
начатое силой
_ _________ ____
____ ___________
Естественное:
легких тел - вверх, тяжелых - вниз.
Насильственное:
при действии толкающей силы

а
В классическом естествознании
рассматривается движение объектов
в
И. Ньютон

Можно рассматривать также
движение состояний
По гирлянде лампочек на елке
движется огонек
Можно измерить среднюю скорость движения огонька. Но переноса массы нет! Есть перенос состояния.

Как движется огонек
между лампами?
Мы наблюдаем
дискретное движение состояния
Такой вопрос
не имеет смысла!

Эстафетный механизм
движения вакансии
в кристалле
Вакансия – отсутствие иона – перетекает по цепи ионов

Каждый ход
вызывает изменения
состояния игрового
поля
Пример игры
"Пятнадцать"
_______ ___
_____________ _
_______________
_________
__________
_____________

Движение стрелы
на экране дисплея
Изменение положения активных пикселей
наблюдается как движение объекта

Волновое движение также
является переносом состояния
или фазы колебательного
движения

Волновое движение также
является переносом состояния
или фазы колебательного
движения
При волновом движении нет
переноса массы

1. Мы можем наблюдать движение
не только объектов, но и состояний.
Это могут быть активные состояния
элементов системы или вакансии -
отсутствие одного из элементов системы
2. Движение состояний может быть
дискретным, то есть, пространственно
или энергетически разделенным

3. Иногда один и тот же процесс
может быть описан двояко -
как движение объекта и как
движение состояния системы
В том числе свет (электромагнитная
волна) может быть представлен
как движение объекта - фотона

Формула Планка для энергии кванта
E(энергия)= h ν(частота)
Электромагнитная
волна Максвелла

?
Симметрично ли движение
Многие процессы обратимы, например,
перемещение тел или химические реакции.
Наряду с ними существуют процессы необратимые:
распад ядер, выравнивание температуры,
старение организмов.
Асимметрия движения
(необратимость процессов)
задает
стрелу времени

z
x
y
№1
3. Относительность движения в
классическом естествознании

Рассмотрим два события:
1. Желтый сигнал зажегся.
2. Желтый сигнал погас.

?
А как "на самом деле?"

z
x
красный!

Это значит, что во всех
движущихся системах отсчета
событие (любое) происходит
одномоментно, одновременно
В механике Ньютона действие передается мгновенно.

Относительность движения в
классическом естествознании
проявляется в том, что события могут быть
разноместными в разных системах отсчета.
Однако разновременности не существует.
_______________ _ _________
__________ ___________
_______________

Относительность скорости движения
в классическом естествознании
Рассмотрим пример

Для наблюдателя №2 значение скорости
обгоняющего автомобиля будет
совсем другим

U12
При движении
в одном направлении
скорости вычитаются: