Пространство, его свойства и жизнь во Вселенной

Информация » Концепция современного естествознания » Пространство, его свойства и жизнь во Вселенной

В обыденном восприятии под пространством понимают некую протяженную пустоту, в которой могут (но не обязательно) находиться какие-либо предметы. Однако между небесными телами (звездами, планетами, кометами) всегда имеется некоторое количество вещества, да и физический вакуум содержит виртуальные частицы. В науке пространство рассматривается не как вместилище материи, а как физическая сущность, обладающая конкретными свойствами и структурой.

Основные свойства пространства формировались по мере освоения человеком территорий и развития одной из древнейших наук — геометрии. Были определены основные представления о пространстве, которые использованы И.Ньютоном в его «Математических началах натуральной философии» (1687): однородность — нет выделенных точек пространства, параллельный перенос и поворот не изменяют вид законов природы;

изотропность — в пространстве нет выделенных направлений, и поворот на любой угол сохраняет неизменными законы природы;

непрерывность — между двумя различными точками в пространстве, как близко бы они не находились, всегда есть третья;

трехмерность — каждая точка пространства однозначно определяется набором трех действительных чисел — координат;

«евклидовость» — описывается геометрией Евклида, в которой, согласно пятому постулату, параллельные прямые не пересекаются и сумма внутренних углов треугольника равна 180°.

Положение тел в окружающем пространстве определяется тремя координатами (долгота, широта, высота), т.е. наглядным представлениям соответствует трехмерность пространства. Пространство называют искривленным, если в него невозможно ввести координатную систему, которая может считаться прямолинейной. Иначе — оно плоское.

Реальное пространство трехмерно, т.е. имеет три измерения. В трехмерном пространстве существуют атомы и планетные системы, выполняются фундаментальные законы природы. Первые представления о пространстве возникли из очевидного существования в природе твердых тел, занимающих определенный объем. Исходя из него, можно дать определение: пространство выражает порядок сосуществования физических тел.

Пустое пространство идеально, в то время как реальный окружающий нас мир заполнен различными материальными объектами.

Пространство относительно. Специальная теория относительности объединила пространство и время в единый континуум пространство — время.

Изотропность пространства означает инвариантность физических законов относительно выбора направления осей координат системы отсчета, т.е. относительно ее поворота в пространстве на любой угол.

Функциональным мы называем пространство, образуемое последовательно сменяющимися материальными объектами. Объективно-реальное, функциональное пространство существует, имеет статус физической реальности лишь с момента возникновения материальных вещей и до их исчезновения как таковых (точнее, до воплощения их материального содержания в другие, последующие материальные вещи). Называем же мы функциональными пространство и время в связи с тем, что само их существование, все их свойства всецело зависят от изменений, происходящих в материальных вещах, явлениях и процессах как под действием содержащихся в них потенциальных возможностей, так и под влиянием их взаимодействия с внешней окружающей средой. В результате каждого качественного изменения образуются новое время и новое пространство, имеющие физический смысл, физическое значение. Трудности на пути исследования проблемы пространства связаны еще и с тем, что ученые вкладывают в понятие реальное пространство разный смысл, причем смысл, далеко не совпадающий с понятием функционального времени.

Основные свойства пространства – его всеобщность, протяженность и координированность его частей. Координированность частей пространства определяет его структуру, протяженность – топологию. И совершенно очевидно, что закономерности пространства – это прежде всего и только закономерности материи. Но поскольку материя существует в различных формах и видах, постольку и пространство должно быть многообразно по своим видам и формам. Данный факт определяет еще одно основное свойство пространства – его относительность. Здесь следует заметить, что, строго говоря, законы геометрии не зависят от строения материального объекта, но они определяются законами связей объектов, и поэтому, ввиду многообразия этих связей, многообразными должны быть и геометрии, что мы и наблюдаем. Таким образом, можно сделать самый общий вывод, имеющий большое методологическое значение: закономерности пространства относительны и обусловлены, геометрии пространства многообразны. Важнейшее свойство пространства – объективность. Чистого пространства, не связанного с материальными объектами, не существует.

Разделы

Пространство, его свойства и жизнь во Вселенной