3.1. Эволюция представлений о пространстве и времени

Пространство и время – категории, обозначающие основные фундаментальные формы существования материи. Пространство выражает порядок существования отдельных объектов, время – порядок смены явлений и состояний материи.

Все тела имеют определенную протяженность: длину, ширину, высоту; они различным образом расположены относительно друг друга, составляют части той или иной системы.

Пространство есть форма координации существующих объектов, состояний материи. Порядок сосуществования этих объектов и их состояний образует структуру пространства. Явления характеризуются длительностью существования, последовательностью этапов развития. Процессы совершаются либо одновременно, либо один раньше или позже другого. Все это означает, что тела существуют и движутся (изменяются) во времени. Время – форма координации сменяющихся объектов и их состояний. Порядок смены этих объектов и состояний образует структуру времени.

Пространство и время объективны и реальны, они су­ществуют независимо от сознания людей и познания ими этой объективной реальности.

И. Ньютон различал время абсолютное и относитель­ное.

Абсолютное (истинное, или математическое) время, протекающее независимо, без всякого отношения к чему-либо внешнему, он назвал длительностью. Тече­ние абсолютного времени измениться не может. Абсо­лютное время однородно. Все процессы длятся во времени, мгновенных процессов нет.

Относительное (кажущееся) время употребляется в обы­денной жизни вместо математического времени – это час, год, сутки и т. д.

Время всегда относительно и в различных физических условиях течет с различной ско­ростью. При скорости, близкой к скорости све­та, время замедляется. Кроме того, поле тяготения приводит к гравитационному замедлению времени. Постулат времени – одинаковые во всех отноше­ниях явления происходят за одинаковое время.

Время одномерно, что проявляется в ли­нейной последовательности связанных меж­ду собой событий.

Всеобщее свойство времени – необрати­мость, означающая однонаправленное изменение от прошлого через настоящее к будущему.

И. Ньютон, изучая движение тел, пришел к заключе­нию о том, что пространство – независимо существую­щая субстанция, в которой могут перемещаться мате­риальные тела.

Каждый объект обладает в пространстве определенным положением и ориентацией. Определить положение тела в пространстве можно только при ускоренном дви­жении. Движения с постоянной скоростью зарегистриро­вать невозможно. Поэтому у Ньютона все равномерные движения относительны, а ускоренные – абсолютны.

Пространство – это универсальная форма существования материи. Важным свойством пространства яв­ляется его трехмерность.

Для определения положения объекта (материальной точки) в пространстве задаются его три координаты, т.е. долгота, широта и высота. Чтобы охарактеризовать изменение положения (движение) точки в пространстве, необходимо ввести еще одну координату – время. Эта четырехмерная система называется пространственно-временной системой отсчета.

Пространство обладает свойством однородности и изо­тропности, это значит, что все точки и все направления пространства равноправны.

В науке используется понятие многомерного простран­ства. Так, по совре­менному варианту теории Калуцы – Клейна мир с 11 измерениями, 7 из которых являют­ся свернутыми, скрытыми для восприятия.