Was ist Zeit?
Netzwerkbildung
Fazit SRT
Ableitung von GR (Allgemeine Relativitätstheorie)
Auf der Suche nach dem Universum
Okay, zeig mir das Universum
Was wird benötigt?
Aber ist es Zeit? Vor hundert Jahren veröffentlichte Albert Einstein die allgemeine Relativitätstheorie, eine brillante, elegante Theorie, die ein Jahrhundert überlebte und die einzige entdeckte erfolgreicher Weg zur Beschreibung Freizeit (Raum-Zeit-Kontinuum ).
Es gibt viele verschiedene Punkte in der Theorie, die darauf hindeuten, dass die allgemeine Relativitätstheorie nicht der letzte Punkt in der Geschichte der Raumzeit ist. Obwohl ich GR als abstrakte Theorie mag, bin ich zu dem Schluss gekommen, dass sie uns möglicherweise ein Jahrhundert vom Weg abgebracht hat, die wahre Natur von Raum und Zeit zu kennen.
Ich denke seit etwas mehr als vierzig Jahren über die Struktur von Raum und Zeit nach. Am Anfang, als junger theoretischer Physiker, habe ich einfach Einsteins mathematische Formulierung des Problems der speziellen und allgemeinen Relativitätstheorie akzeptiert und auch einige Arbeiten in der Quantenfeldtheorie, Kosmologie und anderen darauf aufbauenden Gebieten betrieben.
Aber vor etwa 35 Jahren, teilweise inspiriert durch meine Erfahrung in technischen Bereichen, begann ich mich eingehender mit den grundlegenden Fragen der theoretischen Wissenschaft zu befassen, was meine lange Reise über die traditionellen mathematischen Gleichungen hinaus begann und stattdessen Berechnungen und Programme als Hauptmodelle verwendete Wissenschaft. Kurz darauf fand ich zufällig heraus, dass sich auch sehr einfache Programme sehr gut demonstrieren lassen komplexes Verhalten und dann, Jahre später, entdeckte ich, dass Systeme jeglicher Art durch diese Programme repräsentiert werden konnten.
Durch diesen Erfolg ermutigt, begann ich mich zu fragen, ob dies mit dem Wichtigsten zusammenhängen könnte wissenschaftliche Fragen- die physikalische Theorie von allem.
Erstens erschien mir dieser Ansatz nicht sehr erfolgsversprechend – allein schon deshalb, weil die von mir untersuchten Modelle (zelluläre Automaten) auf eine Weise zu funktionieren schienen, die allem, was ich aus der Physik kannte, völlig widersprach. Aber um 1988 herum, als die erste Version von Mathematica herauskam, begann ich zu erkennen, dass eine Änderung meiner Vorstellungen von Raum und Zeit mich vielleicht zu etwas führen würde.
Eine einfache Theorie von allem?
Aus dem Artikel scheint es überhaupt nicht offensichtlich, dass die Theorie von allem für unser Universum einfach sein sollte. Tatsächlich bringt die Geschichte der Physik zusätzliche Zweifel mit sich, denn je mehr wir lernen, desto komplizierter werden die Dinge, zumindest in Bezug auf den mathematischen Apparat, den sie einführen. Aber wie zum Beispiel von Theologen vor vielen Jahrhunderten festgestellt wurde, gibt es ein offensichtliches Merkmal unseres Universums – es gibt Ordnung darin. Die Teilchen unseres Universums gehorchen nicht nur einigen ihrer eigenen Gesetze, sondern auch einer Reihe allgemeiner Gesetze.Aber wie einfach kann eine Theorie von allem für unser Universum sein? Nehmen wir an, wir können es als Programm darstellen, sagen wir in der Wolfram-Sprache. Wie groß wird dieses Programm sein? Wird es mit der Länge des menschlichen Genoms vergleichbar sein oder eher wie ein Betriebssystem in der Größe? Oder werden es viel weniger sein?
Wenn ich diese Frage beantwortet hätte, bevor ich begann, das Rechenuniversum einfacher Programme zu erforschen, hätte ich höchstwahrscheinlich geantwortet, dass ein solches Programm etwas sehr Komplexes sein muss. Ich konnte jedoch entdecken, dass im Computeruniversum selbst extrem einfache Programme ein beliebig komplexes Verhalten zeigen können (diese Tatsache spiegelt sich im allgemeinen Prinzip der Computeräquivalenz wider).
Universelle Datenstruktur
Doch wie sollte ein solches Programm aussehen? Eines ist klar: Wenn das Programm wirklich extrem einfach sein kann, dann wird es zu klein sein, um einige der offensichtlichen Merkmale unseres Universums explizit zu codieren, wie Teilchenmassen, verschiedene Arten von Symmetrien oder sogar räumliche Dimensionen. All diese Dinge müssen irgendwie aus etwas Niedrigerem und Grundlegenderem hervorgehen.Aber wenn das Verhalten des Universums durch ein einfaches Programm bestimmt wird, wie ist dann die Struktur der Daten, mit denen dieses Programm arbeitet? Zuerst ging ich davon aus, dass es etwas Leicht Beschreibbares sein sollte, wie die Struktur von Zellen, die in einem zellulären Automaten auftritt. Aber selbst wenn eine solche Struktur gut für die Beschreibung von Modellen verschiedener Dinge geeignet ist, scheint sie für grundlegende physikalische Modelle ziemlich unglaubwürdig zu sein. Ja, es ist möglich, Regeln zu finden, die ein Verhalten zeigen, das im großen Maßstab nicht die offensichtlichen Eigenschaften der Struktur zeigt. Wenn die Physik jedoch tatsächlich durch ein einfaches Modell beschrieben werden kann, dann scheint es, dass eine solch starre Struktur für den Raum nicht darin enthalten sein kann und dass die Eigenschaften des Raums aus etwas resultieren müssen.
Was ist also die Alternative? Wir brauchen ein Konzept auf niedrigerer Ebene als den Raum, aus dem es geboren wird. Wir werden auch brauchen Grundstruktur Daten, die so flexibel wie möglich sind. Ich denke seit vielen Jahren darüber nach und studiere eine Vielzahl von computergestützten und mathematischen formalen Systemen. Aber am Ende wurde mir klar, dass im Grunde alles, was mir begegnete, auf eine Weise dargestellt werden kann – mit Netzwerken.
Raum als Graph
Kann also Raum aus so etwas bestehen? In der klassischen Physik und der allgemeinen Relativitätstheorie wird der Raum nicht als aus irgendetwas bestehend dargestellt. Es wird als eine Art mathematisches Konstrukt dargestellt, das als eine Art Bühne dient, auf der es eine kontinuierliche Reihe möglicher Positionen gibt, die von verschiedenen Objekten eingenommen werden.Können wir jedoch mit Sicherheit sagen, dass der Raum kontinuierlich ist? Als die Quantenmechanik geboren wurde, war die Idee weit verbreitet, dass der Raum wie alles andere quantisiert ist. Aber es war nicht klar, wie diese Idee mit SRT kombiniert werden könnte, tatsächlich gab es keinen klaren Beweis für die Diskretion des Raums. Als ich in den siebziger Jahren mit der Physik begann, verlief die Diskussion über die Diskretion des Raums im Sande, außerdem wurde experimentell bewiesen, dass dies bei Skalen bis zu 10 -18 m (1/1000 des Radius eines Protons oder Attometers) der Fall ist keine Diskretion. Nach 40 Jahren und zig Milliarden Dollar, die für Teilchenbeschleuniger in Größenordnungen von bis zu 10 -22 m (oder 100 Yoktometern) ausgegeben wurden, wurde die Diskretion des Weltraums nicht entdeckt.
Es gibt jedoch die Meinung, dass es auf einer Skala in der Nähe der Planck-Länge erscheinen sollte - 10 -34 Meter. Aber wenn die Leute darüber nachdenken, sagen wir im Zusammenhang mit Spinnetzwerken, Schleifengravitation oder was auch immer, neigen sie dazu anzunehmen, dass alles, was dort passiert, eng mit den Formalismen und Konzepten der Quantenmechanik verbunden ist.
Aber was ist, wenn der Weltraum – wahrscheinlich auf einer Planck-Skala – nur ein guter alter Graph ohne Quanteneigenschaften ist? Es klingt nicht sehr beeindruckend, aber um einen solchen Graphen zu erstellen, sind viel weniger Informationen erforderlich - es reicht aus, nur zu sagen, welche Knoten mit welchen verbunden sind.
Aber wie kann so etwas Raum erzeugen? Erstens, woher kommt die scheinbare Kontinuität des Raums in großen Maßstäben? Tatsächlich ist alles sehr einfach: Dies kann das Ergebnis einer großen Anzahl von Knoten und Verbindungen sein. Ein bisschen wie das, was in Flüssigkeiten passiert - sagen wir in Wasser. Im Kleinen können wir herumfliegende Moleküle beobachten thermische Bewegung. Der Skaleneffekt führt jedoch dazu, dass all diese Moleküle das entstehen lassen, was wir als kontinuierliche Flüssigkeit wahrnehmen.
So kam es, dass ich Mitte der 80er Jahre viel Zeit damit verbrachte, dieses Phänomen zu studieren – dies war Teil meiner Arbeit, in der ich die Natur der scheinbaren Zufälligkeit turbulenter Flüssigkeitsströmungen verstand. Insbesondere konnte ich zeigen, dass, wenn wir uns Moleküle als Zellen eines zellulären Automaten vorstellen, ihr Verhalten im großen Maßstab durch Differentialgleichungen für Flüssigkeitsströmungen genau beschrieben wird.
Als ich anfing, über die Möglichkeit der Existenz einer Unterstruktur des Raums nachzudenken, die als Netzwerk dargestellt werden kann, dachte ich, dass die gleichen Methoden hier verwendet werden könnten und dass dies Einsteins GR-Gleichungen auf andere reduzieren könnte, viel niedrigere Niveaus.
Vielleicht gibt es nichts als Platz
Gut. Angenommen, Raum ist ein Netzwerk. Aber was kann man über alle Dinge sagen, die sich im Weltraum befinden? Was lässt sich über Elektronen, Quarks, Protonen und so weiter sagen? Physikalische Standardkonzepte besagen, dass der Raum eine Bühne ist, auf der sich Teilchen, Fäden oder was auch immer befinden. Diese Darstellung wird jedoch sehr kompliziert. Aber es gibt eine einfachere Möglichkeit: Vielleicht besteht alles in unserem Universum aus Raum.In den letzten Jahren seines Lebens war Einstein von dieser Idee ziemlich fasziniert. Er glaubte, dass man vielleicht Teilchen wie Elektronen als etwas wie Schwarze Löcher betrachten könnte, die nur aus Raum bestehen. Einstein konnte diese Idee jedoch nicht entwickeln, indem er sich nur auf den Formalismus der Allgemeinen Relativitätstheorie stützte, weshalb sie aufgegeben wurde.
Und es geschah einfach so, dass hundert Jahre zuvor ähnliche Ideen in den Köpfen einiger Menschen lebten. Dies waren die Zeiten vor der SRT, als die Menschen dachten, der Raum sei mit einem flüssigkeitsähnlichen Medium gefüllt – Äther (ironischerweise sind wir jetzt wieder beim Modell des gefüllten Raums – dem Higgs-Feld, Quantenfluktuationen im Vakuum und so weiter). Inzwischen wurde verstanden, dass es verschiedene Arten von Atomen gibt, die unterschiedlichen entsprechen chemische Elemente. Und das wurde (insbesondere von Kelvin) vorgeschlagen verschiedene Atome Es ist möglich, verschiedene Knoten des Äthers zu vergleichen.
Das ist eine interessante Idee, wenn auch falsch. Aber wenn man sich den Raum als Netzwerk vorstellt, kann man eine ähnliche Idee in Betracht ziehen: Vielleicht entsprechen die Teilchen bestimmten Netzwerkstrukturen. Vielleicht ist alles, was im Universum existiert, ein Netzwerk, und einige Strukturen dieses Netzwerks entsprechen der Materie. Solche Dinge können leicht auf dem Feld eines zellularen Automaten gefunden werden. Auch wenn jede Zelle einigen einfachen Regeln gehorcht, erscheinen im System bestimmte Strukturen mit ihren eigenen Eigenschaften – genauso wie Teilchen mit der Physik der Wechselwirkung untereinander.
Wie das alles in Netzwerken umgesetzt werden kann, ist ein separates und sehr großes Thema. Zunächst sollten wir jedoch eines sehr besprechen wichtige Sache- Zeit.
Was ist Zeit?
Im 19. Jahrhundert gab es Vorstellungen von Raum und Zeit. Beide wurden durch Koordinaten beschrieben und erschienen mit Hilfe einiger mathematischer Formalismen auf ähnliche Weise. Die Idee, dass Raum und Zeit in gewisser Weise ein und dasselbe sind, war jedoch nicht in Mode. Aber dann erschien Einstein mit der Allgemeinen Relativitätstheorie, und die Leute begannen, über Raumzeit zu sprechen, in der Raum und Zeit die Facetten eines einzigen Konzepts sind.Es verleiht SRT viele Bedeutungen, in denen beispielsweise Bewegung mit variabler Geschwindigkeit die Essenz der Rotation in der vierdimensionalen Raumzeit ist. Und die Physiker dieses ganzen Jahrhunderts betrachteten die Raumzeit als eine Art Einheit, in der Raum und Zeit keine grundlegenden Unterschiede aufweisen.
Aber jetzt wird die Sache etwas komplizierter. Schließlich kann es viele Stellen im Netzwerk geben, an denen Sie eine ähnliche Regel anwenden können. Was bestimmt also die Reihenfolge, in der jedes Fragment verarbeitet wird?
Im Wesentlichen entspricht jede mögliche Ordnung ihrem eigenen zeitlichen Fluss. Und man könnte sich eine Theorie vorstellen, in der alle Strömungen einen Platz haben und unser Universum eine mehrfache Geschichte hat.
Aber wir können auf diese Hypothese verzichten. Stattdessen ist es durchaus möglich, dass es nur einen Zeitfaden gibt – und das korreliert gut mit dem, was wir über die Welt wissen, mit unserer Erfahrung. Und um dies zu verstehen, müssen wir etwas tun, was Einstein tat, als er die SRT formulierte: Wir müssen ein realistischeres Modell dessen einführen, was ein Beobachter sein kann.
Natürlich sollte jeder echte Beobachter in unserem Universum existieren können. Wenn also das Universum ein Netzwerk ist, dann muss der Beobachter ein Teil dieses Netzwerks sein. Erinnern wir uns nun an das Dauerhafte Kleine Veränderungen die im Netzwerk stattfinden. Um zu wissen, dass eine solche Änderung (Aktualisierung) stattgefunden hat, muss der Beobachter selbst geändert (aktualisiert) werden.
Und hier wird es interessant. Wenn sich das Netzwerk in einem höherdimensionalen Raum als unverzerrt verhält d-dimensionalen Raum, dann wird die Anzahl der Knoten immer ungefähr sein rd. Aber wenn das Verhalten wie ein gekrümmter Raum ist (wie in der allgemeinen Relativitätstheorie), dann gibt es einen dazu proportionalen Korrekturterm mathematisches Objekt, wie der Ricci-Tensor. Und das ist sehr interessant, weil der Ricci-Tensor nur in den Einstein-Gleichungen vorkommt.
Hier gibt es viele mathematische Schwierigkeiten. Es ist notwendig, die kürzesten Wege zu berücksichtigen - die geodätischen Linien des Netzwerks. Es sollte verstanden werden, wie man etwas nicht nur im Weltraum, sondern auch im Netzwerk im Laufe der Zeit tut. Es ist auch notwendig zu verstehen, inwieweit sich die Eigenschaften des Netzwerks manifestieren.
Beim Abheben mathematische Ergebnisse Es ist wichtig, verschiedene Arten von Durchschnittswerten zu erhalten. Im Wesentlichen ähnelt dies dem Ableiten von Gleichungen für eine Flüssigkeit aus der Dynamik von Molekülen: Sie müssen in der Lage sein, den Durchschnitt aus einem bestimmten Bereich zu nehmen zufällige Werte in Interaktionen auf niedriger Ebene.
Aber die gute Nachricht ist, dass es eine große Anzahl von Systemen gibt, die selbst auf extrem einfachen Regeln aufgebaut sind, die wie die Ziffern von Pi sind, das heißt, für jeden angewandten Zweck sind sie ziemlich zufällig. Es stellt sich heraus, dass selbst wenn die Merkmale des kausalen Netzwerks für jemanden, der den Anfangszustand des Netzwerks kennt, vollständig bestimmt sind, die meisten dieser Merkmale tatsächlich zufällig sind.
Hier ist, was wir am Ende haben. Wenn wir die Annahme der effektiven mikroskopischen Zufälligkeit einführen und davon ausgehen, dass das Verhalten des Gesamtsystems nicht zu einer Änderung aller Grenzdimensionen führt, dann folgt daraus, dass das Skalierungsverhalten des Systems die Einstein-Gleichungen erfüllt!
Ich denke, es ist sehr interessant. Einsteins Gleichungen lassen sich praktisch aus nichts ableiten. Das bedeutet, dass diese einfachen Netzwerke die Eigenschaften der Schwerkraft reproduzieren, die wir kennen moderne Physik.
Es gibt eine Reihe von Details, die nicht in das Format dieses Artikels passen. Viele von ihnen habe ich vor einiger Zeit in NKS geäußert, besonders in den Anmerkungen am Ende.
Einige der Dinge könnten erwähnenswert sein. Zunächst ist anzumerken, dass diese grundlegenden Netzwerke nicht nur im üblichen kontinuierlich definierten Raum dargestellt werden, sondern auch keine topologischen Konzepte wie innen und außen definieren. Alle diese Konzepte sind logisch und ableitbar.
Wenn es darum geht, Einsteins Gleichungen abzuleiten, werden Ricci-Tensoren aus geodätischen Linien im Netzwerk zusammen mit dem Wachstum von Kugeln geboren, die von jedem Punkt auf der geodätischen Linie ausgehen.
Die resultierenden Einstein-Gleichungen sind die Einstein-Gleichungen für Vakuum. Aber wie im Fall von Gravitationswellen, kann man die mit Materie verbundenen Raummerkmale effektiv trennen und dann die vollständigen Einstein-Gleichungen in Bezug auf Materie-Energie-Impuls erhalten.
Während ich dies schreibe, merke ich, wie leicht ich in die „Sprache der Physiker“ abgleite (vermutlich aufgrund der Tatsache, dass ich in meiner Jugend Physik studiert habe …). Aber soviel sei gesagt, auf hohem Niveau ist das Spannende, dass man aus der einfachen Idee von Netzwerken und kausal invarianten Substitutionsregeln die Gleichungen der Allgemeinen Relativitätstheorie ableiten kann. Indem wir überraschend wenig tun, erhalten wir den hellsten Stern der Physik des 20. Jahrhunderts: die allgemeine Relativitätstheorie.
Teilchen, Quantenmechanik und mehr
Es ist großartig, die allgemeine Relativitätstheorie ableiten zu können. Aber die Physik endet hier nicht. Ein weiterer sehr wichtiger Teil davon ist die Quantenmechanik. Ich fürchte, ich kann dieses Thema im Rahmen dieses Artikels nicht weiter ausführen, aber es scheint, dass Teilchen wie Elektronen, Quarks oder Higgs-Bosonen als einige spezielle Regionen des Netzwerks dargestellt werden sollten. Qualitativ unterscheiden sie sich möglicherweise nicht wesentlich von Kelvins „Ätherknoten“.Aber dann muss ihr Verhalten den Regeln folgen, die wir aus der Quantenmechanik kennen – oder genauer gesagt aus der Quantenfeldtheorie. Hauptmerkmal Die Quantenmechanik besteht darin, dass sie in Bezug auf mehrere Verhaltensweisen formuliert werden kann, von denen jede mit einer bestimmten Quantenamplitude verbunden ist. Mir ist das alles nicht ganz klar, aber es gibt einen Hinweis darauf, dass etwas Ähnliches passiert, wenn man sich die Entwicklung des Netzwerks mit den verschiedenen möglichen Sequenzen von Ersetzungen auf niedriger Ebene ansieht.
Mein Netzwerkmodell, hat streng genommen keine Quantenamplituden. Es ist dem klassischen, tatsächlich probabilistischen Modell ähnlicher (aber nicht genau). Und ein halbes Jahrhundert lang glaubte man, dass mit solchen Modellen praktisch unlösbare Probleme verbunden seien. Schließlich gibt es ein solches Bellsches Theorem, das besagt, dass es kein solches Modell "verborgener Variablen" gibt, das die experimentell beobachteten quantenmechanischen Ergebnisse reproduzieren kann, wenn es keine augenblicklichen nichtlokalen Verteilungen von Informationen gibt.
Aber es gibt grundsätzliche Bemerkungen. Es ist ziemlich klar, was Nichtlokalität in einem gewöhnlichen Raum irgendeiner Dimension bedeutet. Aber was lässt sich im Zusammenhang mit Netzwerken sagen? Hier ist alles anders. Denn alles wird allein durch Verbindungen bestimmt. Und während das Netzwerk im großen Maßstab dreidimensional erscheinen mag, bleibt es möglich, dass es einige „Fäden“ gibt, die einige Bereiche verbinden, die ohne sie voneinander getrennt wären. Und ein Gedanke verfolgt mich: Es gibt Grund zu der Annahme, dass diese Fäden durch partikelartige Strukturen erzeugt werden können, die sich im Netzwerk ausbreiten.
Auf der Suche nach dem Universum
Nun, es stellt sich heraus, dass einige netzwerkbasierte Modelle die Modelle der modernen Physik reproduzieren können. Aber wo soll man mit der Suche nach einem Modell beginnen, das unser Universum genau wiedergibt?Der erste Gedanke ist, mit der bestehenden Physik zu beginnen und zu versuchen, die angewandten technischen Regeln anzupassen, um sie zu replizieren. Aber ist dies der einzige Weg? Aber was, wenn wir einfach anfangen, alle möglichen Regeln aufzulisten und unter ihnen nach denen suchen, die unser Universum beschreiben?
Ohne das Computeruniversum einfacher Programme zu studieren, hätte ich gedacht, dass dies eine verrückte Idee ist: Die Regeln unseres Universums können niemals einfach genug sein, um durch einfaches Aufzählen gefunden zu werden. Aber nachdem ich gesehen hatte, was im Computeruniversum vor sich geht, und einige andere Beispiele gesehen hatte, in denen erstaunliche Dinge einfach mit roher Gewalt gefunden wurden, wurde mir klar, dass ich falsch lag.
Aber was passiert, wenn jemand wirklich anfängt, eine solche Suche durchzuführen? Hier ist eine Auswahl von Netzwerken, die nach einer relativ kleinen Anzahl von Schritten unter Verwendung aller möglichen Regeln eines bestimmten, sehr einfachen Typs erhalten werden:
Einige dieser Netzwerke entsprechen eindeutig nicht unserem Universum. Sie froren einfach nach ein paar Iterationen ein, das heißt, die Zeit in ihnen blieb tatsächlich stehen. Oder die Struktur ihres Raums war zu einfach. Oder sie hatten unendlich viele Dimensionen. Oder irgendein anderes Problem.
Es ist großartig, dass wir mit so erstaunlicher Geschwindigkeit Regeln finden können, die eindeutig nicht in unser Universum passen. Und zu sagen, dass dieses spezielle Objekt unser Universum ist, ist viel mehr herausfordernde Aufgabe. Denn selbst wenn Sie eine große Anzahl von Schritten simulieren, wird es unglaublich schwierig sein zu zeigen, dass das Verhalten dieses Systems dasselbe zeigt, was uns die physikalischen Gesetze über die frühen Momente des Lebens des Universums sagen.
Obwohl es eine Reihe ermutigender Dinge gibt. Zum Beispiel könnten diese Universen mit einer praktisch unendlichen Anzahl von Dimensionen geboren werden und sich dann allmählich auf eine endliche Anzahl von Dimensionen zusammenziehen, was möglicherweise die Notwendigkeit einer expliziten Inflation im frühen Universum beseitigt.
Und wenn Sie auf einer höheren Ebene denken, dann sollten Sie bedenken, dass, wenn Sie sehr einfache Modelle verwenden, es einen großen Abstand zwischen "benachbarten Modellen" geben wird, so dass diese Modelle höchstwahrscheinlich entweder bekannte physikalische Konstruktionen genau reproduzieren, oder weit weg von der Wahrheit sein.
Am Ende müssen nicht nur die Regeln, sondern auch der Ausgangszustand des Universums reproduziert werden. Und sobald wir es wissen, können wir im Grunde die genaue Entwicklung des Universums kennen. Bedeutet das also, dass man sofort alles über das Universum wissen könnte? Definitiv nicht. Aufgrund eines Phänomens, das ich "rechnerische Irreduzibilität" nenne, was impliziert, dass, wenn Sie die Regeln und den Anfangszustand für ein System kennen, es immer noch eine irreduzible Menge an Rechenarbeit erfordern kann, um jeden Schritt des Systems zu verfolgen, um herauszufinden, was es ist tun.
Es besteht jedoch die Möglichkeit, dass jemand eine einfache Regel und einen Anfangszustand findet, indem er sagt: " Schau, das ist unser Universum!„Wir würden unser Universum im Raum von allem finden Mögliche Universen.
Natürlich wäre dies ein bedeutender Tag für die Wissenschaft.
Aber es würden noch viele andere Fragen auftauchen. Warum gerade diese Regel und nicht eine andere? Und warum sollte unser Universum eine Regel haben, die früh genug in unserer Liste aller möglichen Universen auftaucht, die wir durch einfaches Aufzählen finden können?
Man könnte meinen, dass es die Besonderheiten unseres Universums und die Tatsache, dass wir uns darin befinden, uns zwingen werden, die Aufzählungsregeln so zu gestalten, dass das Universum früh genug erscheint. Aber zum jetzigen Zeitpunkt denke ich, dass die Dinge viel extravaganter sein sollten, wie zum Beispiel im Fall eines Beobachters im Universum - alle aus der großen Klasse nicht-trivialer möglicher Regeln für Universen sind tatsächlich gleichwertig, also Sie können eine davon auswählen und erhalten genau die gleichen Ergebnisse, nur anders.
Okay, zeig mir das Universum
Aber das alles sind nur Vermutungen. Und bis wir tatsächlich einen Kandidaten für die Herrschaft über unser Universum finden, lohnt es sich wahrscheinlich nicht, viel Zeit damit zu verbringen, diese Dinge zu diskutieren.So gut. Was ist unsere aktuelle Position in all dem? Das meiste, was jetzt diskutiert wurde, habe ich irgendwo in den 99er Jahren verstanden – ein paar Jahre vor dem Ende von A New Kind of Science. Und obwohl ich geschrieben habe einfache Sprache, und nicht im Format eines physikalischen Artikels, habe ich es geschafft, die Hauptpunkte dieses Themas im neunten Kapitel des Buches zu behandeln und einige technische Details in den Anmerkungen am Ende hinzuzufügen.
Aber nachdem das Buch 2002 fertig war, fing ich wieder an, mich mit körperlichen Problemen zu beschäftigen. Es wäre lustig zu sagen, dass in meinem Keller ein Computer stand, der nach einer grundlegenden physikalischen Theorie suchte. Aber das tat er tatsächlich: Er listete mögliche Regeln verschiedener Art auf und versuchte herauszufinden, ob ihr Verhalten bestimmte Kriterien erfüllte, die sie als Modelle der Physik plausibel machen würden.
Ich habe diese Arbeit sehr akribisch gemacht und Ideen daraus gezogen einfache Fälle, sich konsequent in Richtung realistischer bewegend. Es gab viele technische Fragen. Wie man große evolutionäre Sequenzen von Graphen darstellt. Oder wie man schnell subtile Muster erkennt, die zeigen, dass eine Regel nicht in unser Universum passt.
Die Arbeit ist in gedruckter Form auf Tausende von Seiten angewachsen und nähert sich allmählich dem Verständnis der Grundlagen dessen, was netzwerkbasierte Systeme leisten können.
In gewisser Weise war es eine Art Hobby, das ich neben der Routine, das Unternehmen und seine technologische Entwicklung zu führen, betrieben habe. Und es gab eine weitere Ablenkung. Seit vielen Jahren beschäftige ich mich mit dem Problem des Computerwissens und der Konstruktion einer Engine, die diese umfassend umsetzen könnte. Und aufgrund der Ergebnisse meiner Arbeit an A New Kind of Science bin ich davon überzeugt, dass dies möglich ist und dass jetzt der richtige Zeitpunkt ist, dies umzusetzen.
Spätestens 2005 war klar, dass es tatsächlich umsetzbar ist, und deshalb beschloss ich, mich dieser Richtung zu widmen. Das Ergebnis ist Wolfram|Alpha . Und als Wolfram|Alpha gestartet wurde, wurde klar, dass noch viel mehr getan werden konnte – und ich widmete mein produktivstes Jahrzehnt der Schaffung eines riesigen Systems von Ideen und Technologien, die es ermöglichten, die Wolfram Language in ihrer jetzigen Form und so zu implementieren sowie viele andere Dinge.
Physik machen oder nicht - das ist hier die Frage
Aber Physik habe ich in diesem Jahrzehnt nicht studiert. Und wenn ich mir jetzt das Dateisystem auf meinem Computer ansehe, sehe ich eine große Anzahl von Notizbüchern mit Physikmaterialien, gruppiert mit den Ergebnissen, die ich erhalten habe, die alle seit Anfang 2005 verlassen und unberührt geblieben sind.Soll ich zu Fragen der Physik zurückkehren? Ich will das unbedingt. Obwohl es noch andere Dinge gibt, die ich gerne umsetzen würde.
Ich habe ausgegeben die meisten seines Lebens, arbeitet an einem sehr große Projekte. Und ich habe hart gearbeitet, geplant, was ich tun werde, und versucht, es für das nächste Jahrzehnt zu planen. Manchmal habe ich Projekte verschoben, weil die damals vorhandene Technik oder Infrastruktur dafür noch nicht bereit war. Aber sobald ich anfing, an einem Projekt zu arbeiten, habe ich mir selbst versprochen, einen Weg zu finden, es erfolgreich abzuschließen, auch wenn es viele Jahre harter Arbeit erfordern würde, es abzuschließen.
Allerdings ist die Suche nach einer grundlegenden physikalischen Theorie vielleicht etwas anders als Projekte, an denen ich zuvor gearbeitet habe. In gewisser Weise sind die Kriterien für seinen Erfolg viel strenger: Entweder er löst das Problem und findet eine Theorie oder nicht. Ja, man könnte viele interessante abstrakte Konzepte aus der Emerging Theory (wie in der Stringtheorie) finden. Und es ist wahrscheinlich, dass eine solche Studie interessante Nebenwirkungen hervorbringen wird.
Aber anders als die Schaffung von Technologien oder Forschung wissenschaftliche Bereiche, liegt die Formulierung des Inhalts dieses Projekts außerhalb unserer Kontrolle. Sein Inhalt wird von unserem Universum bestimmt. Und sehr wahrscheinlich liege ich mit meinen Annahmen darüber, wie unser Universum funktioniert, einfach falsch. Oder vielleicht habe ich recht, aber es gibt eine fast unüberwindbare Barriere aufgrund der rechnerischen Irreduzibilität, die uns der Fähigkeit beraubt, diesen Bereich zu kennen.
Einige mögen sagen, dass es möglich ist, dass wir ein Universum finden, das wie unseres aussieht, aber wir werden nie wissen, ob es wirklich unseres ist. Ich kümmere mich nicht wirklich darum. Ich denke, es gibt genug Anomalien in der bestehenden Physik, die auf Dinge wie zurückzuführen sind Dunkle Materie, deren Erklärung uns geben wird volles Vertrauen dass wir die richtige Theorie gefunden haben. Es wäre toll, wenn Sie eine Vermutung anstellen und es schnell testen könnten. Aber mit der Zeit leiten wir alle scheinbar willkürlichen Teilchenmassen und andere ab bemerkenswerte Eigenschaften Physik kann man sicher sein, dass wir es mit einer richtigen Theorie zu tun haben.
Es war viele Jahre amüsant, meine Freunde zu fragen, ob ich mich mit den grundlegenden Fragen der Physik befassen sollte. Und ich bekam drei völlig unterschiedliche Arten von Antworten.
Das erste ist einfach: Sie müssen das tun!„Sie sagten, das Projekt sei das aufregendste und wichtigste Projekt, das man sich vorstellen kann, und sie konnten nicht verstehen, warum sie einen zusätzlichen Tag warten mussten, bevor sie damit beginnen konnten.
Die zweite Art von Antworten: " Warum würden Sie das tun wollen?„Dann sagen sie so etwas wie ‚Warum löst man das Problem nicht? künstliche Intelligenz, oder Molekulartechnik, biologische Unsterblichkeit, oder, nach wenigstens, nicht um ein riesiges Multi-Milliarden-Dollar-Unternehmen aufzubauen? Warum etwas so Abstraktes und Theoretisches tun, wenn man etwas Wesentliches tun und damit die Welt verändern kann?
Und es gibt noch eine dritte Art von Antworten – sehr zu erwarten, wenn wir die Wissenschaftsgeschichte im Auge behalten. Es kommt hauptsächlich von meinen Physikerfreunden und es ist eine Kombination aus " Verschwenden Sie nicht Ihre Zeit damit!" und " Bitte tun Sie dies nicht".
Tatsache ist, dass der aktuelle Ansatz zur Grundlagenphysik, basierend auf der Quantenfeldtheorie, fast 90 Jahre alt ist. Er hatte eine Reihe von Erfolgen, führte uns aber nicht zu einer grundlegenden physikalischen Theorie. Aber für die meisten modernen Physiker ist der aktuelle Ansatz die Essenz der Physik selbst. Und wenn sie hören, woran ich arbeite, denken sie, dass es etwas so Unbekanntes ist, als wäre es nicht wirklich Physik.
Und einige meiner Freunde sagen nur: " Ich hoffe, es gelingt dir nicht, denn dann geht alles, woran ich gearbeitet habe, den Bach runter.„Nun, ja, vieles, was getan wird, wird sich als sinnlos erweisen. Aber dieses Risiko besteht immer, wenn man an einem Projekt beteiligt ist, bei dem die Natur entscheidet, was richtig ist und was nicht. Aber das muss ich sogar sagen Wenn man eine wirklich fundamentale physikalische Theorie findet, wird es noch ein sehr großes Feld für die Arbeit der Quantenfeldtheorie geben, zum Beispiel die Erklärung verschiedener Effekte auf Skalen, mit denen wir derzeit in Teilchenbeschleunigern arbeiten.
Was wird benötigt?
Wenn ich also ein Projekt starte, um eine grundlegende physikalische Theorie zu finden, was soll ich dann tun? Dies ist ein komplexes Projekt, das nicht nur mich, sondern auch eine vielfältige Gruppe talentierter Menschen erfordert.Ob es letztendlich funktionieren wird, weiß ich nicht, aber ich denke, es wird sehr interessant sein, es zu sehen, und ich plane, es in einem transparenten Format zu präsentieren, um es so zugänglich und lehrreich wie möglich zu machen (natürlich wird dies sein ein ermutigender Kontrast zu diesem Einsiedlerregime, in dem ich zehn Jahre lang an A New Kind of Science gearbeitet habe).
Ich kann natürlich nicht wissen, wie komplex dieses Projekt ist und ob es überhaupt Ergebnisse bringt. Letztlich kommt es darauf an, was unser Universum wirklich ist. Aber basierend auf dem, was ich vor zehn Jahren getan habe, habe ich einen klaren Plan, wo ich anfangen und welche Art von Leuten ich als Teil desselben Teams zusammenbringen soll.
Dies erfordert sowohl gute Naturwissenschaftler als auch angewandte Ingenieure / Ingenieure. Bei der Entwicklung von Algorithmen für die Evolution von Netzwerken und deren Analyse ist noch viel zu tun. Ich bin sicher, dass dies Graphentheorie, moderne Geometrie, Gruppentheorie und vielleicht einige andere Zweige der abstrakten Algebra erfordern wird. Und es würde mich nicht wundern, wenn dadurch eine Vielzahl anderer Bereiche der Mathematik und der Theoretischen Informatik involviert sind.
Dies erfordert eine komplexe und ernsthafte Physik mit einem Verständnis der Grundlagen der Quantenfeldtheorie, der Stringtheorie und möglicherweise von Abschnitten wie Spinnetzwerken. Es wird wahrscheinlich auch die Methoden der statistischen Physik und ihrer modernen erfordern theoretische Grundlagen. Ein Verständnis der allgemeinen Relativitätstheorie und Kosmologie wird vorausgesetzt. Und wenn die Dinge gut laufen, wird es Arbeit an einer großen Anzahl von verschiedenen erfordern Physikalische Experimente, sowie deren Deutung.
Es wird auch technische Probleme geben - zum Beispiel zu verstehen, wie man riesige Rechenarbeiten in Netzwerken durchführt und die Ergebnisse visualisiert. Aber ich vermute, dass die größten Probleme beim Bau des Gebäudes liegen werden. neue Theorie und verstehen, was zum Lernen benötigt wird verschiedene Sorten Netzwerksysteme, die ich erkunden möchte. Eine Unterstützung aus den bestehenden Bereichen wird nicht überflüssig sein. Aber am Ende, so vermute ich, wird es den Aufbau einer im Grunde neuen intellektuellen Struktur erfordern, die nicht so sein wird wie alles, was jetzt existiert.
Aber ist es Zeit?
Ist jetzt der richtige Zeitpunkt, ein solches Projekt umzusetzen? Vielleicht sollten wir warten, bis Computer mehr Rechenleistung bekommen. Oder wenn bestimmte Bereiche der Mathematik weiter voranschreiten. Oder bis noch ein paar Fragen aus der Physik beantwortet sind.Ich bin mir nicht sicher. Aber ich sehe keine unüberwindbaren Hindernisse, sondern nur, dass dieses Projekt Anstrengungen und Ressourcen erfordern wird. Und wer weiß: Vielleicht stellt sich das als einfacher heraus, als wir denken, und wir werden uns im Nachhinein fragen, warum das noch nie jemand gemacht hat.
Einer von Schlüsselpunkte das vor 100 Jahren zur allgemeinen Relativitätstheorie führte, war das fünfte Postulat von Euklid (" parallele Linien sich niemals schneiden") gelten möglicherweise nicht im realen Universum, was die Existenz eines gekrümmten Raums zulässt. Aber wenn meine Vermutungen über den Kosmos und das Universum richtig sind, dann bedeutet das, dass es tatsächlich mehr gibt grundlegendes Problem in den Grundlagen von Euklid - in seinen allerersten Definitionen. Wenn es schließlich ein diskretes Unterraumnetzwerk gibt, dann sind Euklids Annahmen über Punkte und Linien, die beliebige räumliche Positionen einnehmen können, einfach nicht korrekt. Tags hinzufügen
EINLEITUNG
Mehr als 2500 Jahre sind seit Beginn des Verständnisses von Zeit und Raum vergangen, doch das Interesse an der Problematik und die Auseinandersetzungen von Philosophen, Physikern und Vertretern anderer Wissenschaften um die Definition der Natur von Raum und Zeit lassen nicht nach alle. Das große Interesse am Problem von Raum und Zeit ist natürlich und logisch, der Einfluss dieser Faktoren auf alle Aspekte der menschlichen Aktivität kann nicht hoch genug eingeschätzt werden. Das Konzept von Raum - Zeit ist die wichtigste und geheimnisvollste Eigenschaft der Natur oder zumindest der menschlichen Natur. Die Vorstellung von Raumzeit erstickt unsere Vorstellungskraft. Nicht umsonst gaben die Versuche der Philosophen der Antike, der Scholastiker des Mittelalters und der modernen Wissenschaftler, die Kenntnisse der Wissenschaften und Erfahrung in ihrer Geschichte haben, das Wesen des Zeit-Raums zu verstehen, keine eindeutigen Antworten darauf die gestellten Fragen.
Der dialektische Materialismus geht davon aus, dass „es nichts auf der Welt gibt als bewegte Materie, und sich bewegende Materie nicht anders als in Raum und Zeit bewegen kann“. Raum und Zeit wirken hier als grundlegende Formen der Existenz von Materie. Die klassische Physik betrachtete das Raum-Zeit-Kontinuum als universelle Arena der Dynamik physikalischer Objekte. Im letzten Jahrhundert haben Vertreter der nichtklassischen Physik (Teilchenphysik, Quantenphysik etc.) bringen neue Ideen über Raum und Zeit hervor und verknüpfen diese Kategorien untrennbar miteinander. Eine Vielzahl von Konzepten ist entstanden: Einigen zufolge gibt es überhaupt nichts auf der Welt außer einem leeren gekrümmten Raum, und physische Objekte sind nur Manifestationen dieses Raums. Andere Konzepte behaupten, dass Raum und Zeit nur makroskopischen Objekten eigen sind. Neben der Interpretation von Raum und Zeit durch die Philosophie der Physik gibt es zahlreiche Theorien von Philosophen, die an idealistischen Ansichten festhalten, zum Beispiel argumentierte Anri Bergson, dass Zeit nur durch nicht-rationale Intuition und wissenschaftliche Konzepte, die Zeit darstellen, erkannt werden kann als jede Richtung die Realität falsch interpretieren.
Es ist ratsam, das Studium mit den Ideen der antiken Naturphilosophie zu beginnen und dann den gesamten Entwicklungsprozess der raumzeitlichen Ideen bis zum heutigen Tag zu analysieren.
ENTWICKLUNG VON IDEEN ZUM RAUM – ZEIT VOR ANFANG DES 20. JAHRHUNDERTS.
Das Konzept von Raum und Zeit in der antiken Philosophie.
Der Begriff der Zeit entstand auf der Grundlage der Wahrnehmung einer Person von der Änderung von Ereignissen, der gegebenen Änderung der Zustände von Objekten und dem Zyklus verschiedener Prozesse. Naturwissenschaftliche Vorstellungen von Raum und Zeit haben einen langen Entstehungs- und Entwicklungsweg zurückgelegt. Die allerersten von ihnen entstanden aus der offensichtlichen Existenz in der Natur und vor allem im Makrokosmos fester physischer Körper, die ein bestimmtes Volumen einnehmen. Rationale Ideen, die mit den heutigen Vorstellungen von Raum und Zeit übereinstimmen, finden sich in den Lehren fast aller antiken Denker. So wird bereits in den Lehren von Heraklit der zentrale Platz von der Idee der universellen Veränderung eingenommen – wir betreten denselben Fluss und betreten ihn nicht. Bei der Analyse der antiken Lehren von Raum und Zeit konzentrieren wir uns auf die beiden am umfassendsten untersuchten dieser Frage: den Atomismus von Demokrit und das System von Aristoteles.
Die atomistische Lehre wurde von den Materialisten des antiken Griechenlands, Leukippos und Demokrit, entwickelt und nahm in vielerlei Hinsicht die grundlegenden Entdeckungen der Wissenschaftler des letzten Jahrhunderts vorweg. Nach dieser Lehre besteht alle natürliche Vielfalt aus den kleinsten Materieteilchen (Atome), die sich im leeren Raum bewegen, kollidieren und verbinden. Atome (Existenz) und Leerheit (Nicht-Existenz) sind die ersten Prinzipien der Welt. Atome entstehen nicht und werden nicht zerstört, ihre Ewigkeit ergibt sich aus der Abwesenheit eines Anfangs in der Zeit. Atome bewegen sich unendlich lange im Nichts, was einer unendlichen Zeit entspricht. Laut Demokrit sind Atome aufgrund der Dichte und Abwesenheit von Leerheit in ihnen physikalisch unteilbar. Das Konzept selbst basierte auf Atomen, die in Kombination mit Leerheit den gesamten Inhalt der realen Welt bilden. Diese Atome basieren auf Ameren (dem räumlichen Minimum der Materie). Das Fehlen von Teilen in Ameren dient als Kriterium für mathematische Unteilbarkeit. Atome zerfallen nicht in Amere, und letztere existieren nicht in freiem Zustand. Dies deckt sich mit den Vorstellungen der modernen Physik über Quarks. Das System des Demokrit als Theorie beschreiben strukturelle Ebenen Materie - physikalisch (Atome und Leere) und mathematisch (Amere), stehen wir vor zwei Räumen: einem kontinuierlichen physikalischen Raum als Behälter und einem mathematischen Raum, der auf Ameren als Maßstabseinheiten der Materieausdehnung basiert. In Übereinstimmung mit dem atomistischen Raumkonzept entwickelte Demokrit Vorstellungen über das Wesen von Zeit und Bewegung. Später wurden sie von Epikur zu einem zusammenhängenden System entwickelt. Epikur betrachtete Eigenschaften mechanische Bewegung basierend auf der diskreten Natur von Raum und Zeit. Die Eigenschaft der Isotachie ist beispielsweise, dass sich alle Atome gleich schnell bewegen. Auf der mathematisches Niveau Die Essenz der Isotachie besteht darin, dass bei der Bewegung von Atomen ein Atom Raum für ein Atom Zeit passiert.
Aristoteles beginnt seine Analyse mit der allgemeinen Frage nach der Existenz von Zeit und verwandelt sie dann in die Frage nach der Existenz teilbarer Zeit. Weitere Zeitanalysen führt Aristoteles bereits auf der physikalischen Ebene durch, wo er sich auf das Verhältnis von Zeit und Bewegung konzentriert. Aristoteles zeigt, dass Zeit undenkbar ist, ohne Bewegung nicht existiert, aber selbst keine Bewegung ist. In einem solchen Zeitmodell wurde erstmals das relationale Konzept implementiert. Sie können die Zeit messen und ihre Maßeinheiten mit beliebig auswählen periodische Bewegung, aber damit der resultierende Wert universell ist, muss die Bewegung mit verwendet werden maximale Geschwindigkeit. In der modernen Physik ist dies die Lichtgeschwindigkeit, in der antiken und mittelalterlichen Philosophie die Geschwindigkeit der Himmelskugel.
Der Raum fungiert für Aristoteles als Beziehung der Objekte der materiellen Welt, er wird als objektive Kategorie, als Eigenschaft natürlicher Dinge verstanden. Die Mechanik des Aristoteles funktionierte nur in seinem Weltmodell. Es wurde auf den offensichtlichen Phänomenen der irdischen Welt aufgebaut. Aber das ist nur eine der Ebenen von Aristoteles' Kosmos. Sein kosmologisches Modell funktionierte inhomogen endlicher Raum, dessen Mittelpunkt mit dem Erdmittelpunkt zusammenfällt. Der Kosmos wurde in zwei Ebenen unterteilt: irdisch und himmlisch. Die irdische Ebene bestand aus vier Elementen - Erde, Wasser, Luft und Feuer; himmlisch - von ätherischen Körpern, die im Unendlichen wohnen Kreisel. Aristoteles gelang es, das perfekteste Modell der Raumzeit für seine Zeit zu schaffen, die mehr als zwei Jahrtausende dauerte.
Entwicklung von Vorstellungen über Raum und Zeit in der klassischen Physik.
Der nächste bedeutende Schritt in der Entwicklung von Ideen über die Natur von Raum und Zeit war die Arbeit von Vertretern der klassischen Physik. Was die antiken Forscher der Welt betrifft, so waren die Hauptideen für die Vertreter der klassischen Physik gewöhnliche Vorstellungen über Raum und Zeit, als über eine Art äußere Bedingungen des Seins, in die die Materie gestellt wird und die erhalten bleiben würden, selbst wenn die Materie verschwinden würde. Eine solche Sichtweise ermöglichte die Formulierung des Konzepts des absoluten Raums und der absoluten Zeit, das seine deutlichste Formulierung in der Arbeit von I. Newton „Mathematical Principles of Natural Philosophy“ erhielt. Über zwei Jahrhunderte bestimmte dieses Werk die Entwicklung des gesamten naturwissenschaftlichen Weltbildes. Sie formulierte die Grundgesetze der Bewegung und definierte Raum, Zeit, Ort und Bewegung.
Newton enthüllt das Wesen von Raum und Zeit und schlägt vor, zwischen zwei Arten von Konzepten zu unterscheiden: absolut (wahr, materialistisch) und relativ (scheinbar, gewöhnlich) und gibt ihnen die folgenden typologischen Merkmale:
„Absolute, wahre, materialistische Zeit an sich und ihrem Wesen nach, ohne Bezug auf irgendetwas Äußeres, fließt gleichmäßig und heißt sonst Dauer. Relative, scheinbare oder gewöhnliche Zeit ist entweder ein exaktes oder ein veränderliches externes Maß für die Dauer, das von den Sinnen erfasst wird und im täglichen Leben anstelle der wahren mathematischen Zeit verwendet wird, wie z. B.: Stunde, Tag, Monat, Jahr ... " .
Der absolute Raum ist seinem Wesen nach nicht mit den darin platzierten Objekten verbunden, und unabhängig von allem Äußeren bleibt er immer gleich und bewegungslos. Relativer Raum ist ein Maß oder ein begrenzt bewegliches Teil, das von unseren Sinnen nach seiner Position relativ zu bestimmten Körpern bestimmt wird und das im täglichen Leben für einen festen Raum gehalten wird. Zeit und Raum sind gleichsam Gefäße für sich selbst und für alles Existierende. Mit diesem Verständnis wurden absoluter Raum und absolute Zeit als einige autarke Elemente des Seins dargestellt, die außerhalb und unabhängig von materiellen Prozessen existieren, als universelle Bedingungen, in denen Materie platziert ist. Für Newton sind der absolute Raum und die absolute Zeit der Schauplatz der Bewegung physikalischer Objekte.
Diese Ansicht kommt dem substantiellen Verständnis von Raum und Zeit nahe, obwohl Newton sie nicht als reale Substanzen wie Materie betrachtet. Sie haben nur ein Zeichen von Substanz - die absolute Unabhängigkeit der Existenz und die Unabhängigkeit von irgendwelchen spezifischen Prozessen. Aber sie haben keinen anderen wichtige Qualität Substanzen - die Fähigkeit, verschiedene Körper zu erzeugen, bei allen Veränderungen in Körpern in ihrer Basis zu bleiben. Newton erkannte diese Fähigkeit nur für Materie, die als Ansammlung von Atomen betrachtet wurde. Materie ist zwar auch eine Nebensubstanz nach Gott, der Welt, Raum und Zeit geschaffen und in Bewegung gesetzt hat. Gott ist als raumloses und zeitloses Wesen nicht der Zeit unterworfen, in der alles veränderlich und vergänglich ist. Er ist ewig in seiner unendlichen Vollkommenheit und Allmacht und ist die wahre Essenz allen Seins. Die Kategorie der Zeit trifft auf ihn nicht zu, Gott existiert in der Ewigkeit, was ein Attribut Gottes ist. Um seine unendliche Weisheit und Macht voll zu verwirklichen, erschuf er die Welt aus dem Nichts, erschuf Materie und damit Raum und Zeit als Bedingungen für die Existenz von Materie. Aber eines Tages wird die Welt den in ihr während der Schöpfung festgelegten göttlichen Entwicklungsplan vollständig umsetzen, und ihre Existenz wird aufhören, und Raum und Zeit werden mit der Welt verschwinden. Und wieder wird es nur die Ewigkeit als Attribut Gottes und seiner unendlichen Allgegenwart geben. Ähnliche Ansichten wurden von Platon, Aurelius, Augustinus, Thomas von Aquin und ihren Anhängern geäußert.
Raum und Zeit sind in der Philosophie komplexe Konzepte, mit denen noch viele Fragen verbunden sind. Sie wurden nicht nur von Philosophen studiert, sondern auch von Vertretern anderer Wissenschaften: Mathematik, Physik und so weiter. Begriffe wie „Raum“ und „Zeit“ tauchten schon vor langer Zeit in der Philosophie auf. Die ersten Arbeiten, die irgendwie damit zusammenhängen, gehören Demokrit, Newton, Epikur.
Raum und Zeit in der Philosophie
Die materielle Welt, die uns umgibt, besteht aus verschiedenen Arten von strukturellen, die ständig in Bewegung sind und sich auch entwickeln. Ihre Entwicklung ist eine Art Entfaltungsprozess. Dieser Prozess durchläuft bestimmte Phasen.
Raum ist im Wesentlichen nichts anderes als die Fähigkeit eines Objekts, sich auszudehnen, einen Platz unter anderen einzunehmen und auch an sie anzugrenzen. Von Zeit spricht man beim Vergleich unterschiedlicher Dauern, die die Entwicklungsgeschwindigkeit von Einsatzprozessen, deren Tempo und auch Rhythmus ausdrücken. Raum und Zeit haben in der Philosophie immer einen gewissen Zusammenhang. Ihre Kategorien sind Materie.
Es gibt verschiedene Konzepte, die Raum und Zeit haben. Die Philosophie kennt zwei davon:
Erheblich;
Relational.
Die erste betrachtet beide als freie Entitäten, die völlig unabhängig von materiellen Objekten existieren – das heißt unabhängig. Im zweiten Fall werden sie sowohl als zwischen Objekten als auch als Prozesse behandelt. Außerhalb dieser Objekte und Prozesse existiert weder das eine noch das andere.
Wie oben erwähnt, werden diese Konzepte auch von anderen Wissenschaften berücksichtigt, aber es war die Philosophie, die half, ihre Haupteigenschaften zu entdecken. Raum und Zeit haben die folgenden allgemeinen Eigenschaften:
Untrennbare Bindung mit der Materie sowie untereinander;
Absolutheit;
Abhängigkeit von Prozessen sowie von Wechselwirkungen innerhalb materieller Systeme;
Die Einheit des Kontinuierlichen wie auch des Diskontinuierlichen in ihrer eigenen Struktur;
Qualitative und quantitative Unendlichkeit.
Es gibt sowohl metrische als auch topologische Eigenschaften von Zeit und Raum. Topologische Merkmale beziehen sich auf Diskontinuität und Kontinuität, Orientierbarkeit, Verbundenheit, Dimension und so weiter. Metrische Merkmale zeigen Isotropie, Unendlichkeit, Endlichkeit usw. an.
Die universellen Eigenschaften des Raumes sind Lage, Ausdehnung, Koexistenz verschiedene Elemente, die Möglichkeit, Elemente zu verbinden, ihre Anzahl zu erhöhen oder zu verringern.
Metrische Eigenschaften sind in erster Linie mit der Raumausdehnung verbunden. Sie drücken aus, wie räumliche Elemente miteinander verbunden sind, welchen Gesetzmäßigkeiten ihre Verbindungen gehorchen.
Auch die spezifischen Eigenschaften des Weltraums sind bekannt. Diese beinhalten:
Symmetrie und Asymmetrie;
Ort;
Abstand zwischen Objekten;
Verteilung von Feld und Materie;
Grenzen, die verschiedene Arten von Systemen definieren.
Die allgemeinen Eigenschaften der Zeit sind:
Verbindung mit den Attributen der Materie;
Dauer;
Asymmetrie und Eindimensionalität;
Orientierung von der Vergangenheit zur Zukunft;
Irreversibilität.
Zu den spezifischen Eigenschaften der Zeit gehören bestimmte Perioden der Existenz von Körpern, die Gleichzeitigkeit verschiedener Ereignisse, der Rhythmus von Prozessen, das Entwicklungstempo sowie das Verhältnis verschiedener Entwicklungszyklen, die sich im selben System befinden.
Albert Einstein konnte nachweisen, dass sich in unserer Welt Zeit- und Raumintervalle immer ändern, wenn man sich in einen anderen Bezugsrahmen bewegt. Klar machen tiefe Verbundenheit die zwischen Raum und Zeit existiert. Sie zeigte auch, dass es welche gibt einzelner Raum, sowie Zeit. Der Raum und die Zeit, die wir fühlen, sind nur Projektionen derselben Zeit und desselben Raums. Sie können sich teilen, je nachdem, wie sich die Körper verhalten.
RAUM UND ZEIT
RAUM UND ZEIT
universelle Daseinsformen der Materie, ihre wichtigsten Eigenschaften. Es gibt keine Materie auf der Welt, die keine raumzeitlichen Eigenschaften hat, genauso wie es kein P. und in. für sich, außerhalb der Materie oder unabhängig von ihr. Raum ist das Wesen der Materie und charakterisiert ihre Ausdehnung, Struktur und das Zusammenspiel der Elemente in allen materiellen Systemen. Die Zeit ist eine Daseinsform der Materie, die ihre Existenz ausdrückt, die Abfolge wechselnder Zustände in der Veränderung und Entwicklung aller materiellen Systeme. P. und in. sind untrennbar miteinander verbunden, sie manifestieren sich in der Bewegung und Entwicklung der Materie.
In der vormarxistischen Philosophie ebenso wie in der klassischen. Physik P. und in. oft von der Materie abgerissen, als unabhängig betrachtet. Wesen bzw ext. Bedingungen für die Existenz und Bewegung von Körpern. In Newtons Konzept Abs. Raum wurde als unendliche Ausdehnung verstanden, die alle Materie enthält und nicht von ihr abhängt c.-l. Prozesse und Abs. Zeit - als Strom unabhängig von c.-l.ändert einheitliche Dauer, in der alles entsteht und verschwindet. Im Newtonschen Konzept von P. und in. einige materielle Zeichen wurden zugeschrieben - Abs. Unabhängigkeit und Autarkie des Daseins; gleichzeitig P. u in. wurden nicht als generative Substanzen angesehen, aus denen alle Körper hervorgehen. In der Materialliste. Naturphilosophie und auf der Grundlage ihrer Prinzipien der physikalischen. Theorien beherrschten die Atomistik. Struktur der Materie: nur Bewegen, Bestehen und Verändern in P. und in. wie ext. Lebensbedingungen.
BEI religiös und objektiv idealistisch. Übungen stellen ein ähnliches P. und vor in. als universell ext. Bedingungen der Existenz von Organen, jedoch P. und in. als zusammen mit der Materie von Gott erschaffen bzw. interpretiert wurden Abs. Geist. Aus theologischer Sicht auf Gott sind die Konzepte von P. und in. sind nicht anwendbar: als das Höchste, Unendliche und Schöpferische ist es außerräumlich und existiert nicht in der Zeit, sondern in der Ewigkeit, was eine seiner Eigenschaften ist. Im subjektiv-idealistischen. Konzepte wurden vorgebracht eklektisch. und intern widersprüchliche Interpretationen von P. und in. als a priori Formen von Gefühlen. Betrachtung (Kant) oder als Formen, Komplexe von Empfindungen und experimentellen Daten zu ordnen und funktionale Abhängigkeiten zwischen ihnen herzustellen (Berkeley, Mach, Positivismus).
Erstmals authentisch wissenschaftlich P.'s Verständnis und in. als universelle Eigenschaften und Daseinsformen der Materie wurde von K. Marx und F. Engels vorgebracht und begründet. Dialektischer Unterricht. Materialismus über P. und in. vertiefte sich in die Naturwissenschaften 20 in. Meint. Beitrag zur modern Ideen über P. und in. stellte A. Einstein vor: Sie enthüllte die untrennbare P. und in. als eine einzige Daseinsform der Materie (Freizeit), stellte die Einheit der raumzeitlichen und kausalen Struktur der Welt her, entdeckte die Relativität der raumzeitlichen Eigenschaften von Körpern und Phänomenen.
Das Thema Dialektisch-Materialistische. P.s Theorie und in. sind methodisch. große Errungenschaften modern Wissenschaft im Verständnis von P. und in. ein ganzheitliches Weltbild zu entwickeln, die universellen Eigenschaften von P. u in. in ihrem Zusammenhang mit Andere Attribute der Materie, theoretisch. unendlich P. und in. in Mengen. und Qualitäten. Beziehungen, das Studium von Mustern wissenschaftlich P.s Wissen und in. und Kommunikationsformen ändern sich wissenschaftlich Theorien über P. und in.
Zu den universellen Eigenschaften von P. und in. umfassen: Objektivität und Unabhängigkeit vom menschlichen Bewusstsein; Absolutheit als Attribute der Materie; untrennbare Verbindung untereinander und mit der Bewegung der Materie; aus strukturelle Beziehungen und Entwicklungsprozesse in Materialsystemen; Einheit von diskontinuierlich und kontinuierlich in ihrer Struktur; Mengen. und Qualitäten. . Metrik unterscheiden. (d.h. Messungen bezogen) und topologisch. (z. B. Verbundenheit, Räume und , Eindimensionalität, Irreversibilität der Zeit) P.s Eigenschaften und in. Kenntnis der universellen Eigenschaften von P. und in. ist das Ergebnis der Dauer. historisch die Entwicklung der Wissenschaft, die Auswahl im Prozess der Verallgemeinerung und Abstraktion solcher unveränderlicher Merkmale verschiedener raumzeitlicher Beziehungen, die sich auf allen strukturellen Ebenen der Materie manifestieren.
Zusammen mit den einheitlichen Merkmalen, die in gleichermaßen sie sind sowohl dem Raum als auch der Zeit innewohnend und zeichnen sich durch einige Merkmale aus, die sie als unterschiedliche, wenn auch eng verwandte Attribute der Materie charakterisieren. Zu den universellen Eigenschaften des Raumes gehört zunächst die Ausdehnung, das heißt Rudern und Koexistenz. verschiedene Elemente (Punkte, Segmente, Volumen u t. P.), die Möglichkeit, jedem gegebenen Element ein weiteres Element hinzuzufügen, oder die Möglichkeit, die Anzahl der Elemente zu reduzieren. Jedes System kann als erweitert angesehen werden, in?-poa Änderungen in der Art der Verbindungen und Wechselwirkungen seiner Bestandteile, ihre Anzahl relative Position und Qualitäten. Merkmale. Das bedeutet, dass das Ausmaß eng mit der strukturellen Natur materieller Systeme zusammenhängt, die ein attributives . Nicht erweiterte Objekte hätten keine Struktur, intern Verbindungen und Veränderungsfähigkeit. Der Raum ist auch durch Konnektivität und Kontinuität gekennzeichnet, die sich sowohl in der Art der Bewegung von Körpern von Punkt zu Punkt als auch in der Verteilung physischer Objekte manifestiert. Auswirkungen durch Die verschiedenen Felder (elektromagnetisch, gravitativ, nuklear) in Form von Nahwirkung bei der Übertragung von Materie und Energie. Konnektivität bedeutet Abwesenheit c.-l."Brüche" im Raum und Verletzungen der Nahwirkung bei der Ausbreitung materieller Einflüsse in Feldern. Gleichzeitig ist der Raum geprägt von , die sich in der getrennten Existenz von materiellen Objekten und Systemen manifestiert, die ein bestimmtes haben. Dimensionen und Grenzen, in der Existenz einer Vielzahl von Strukturebenen der Materie mit unterschiedlichen Räumen. Beziehungen. Eine allen bekannten Strukturebenen gemeinsame Eigenschaft des Raumes ist die Dreidimensionalität, die organisch mit der Struktur von Systemen und deren Bewegung verbunden ist. Alle materiellen Prozesse und Wechselwirkungen werden nur im dreidimensionalen Raum realisiert. In einer oder zwei Dimensionen (Linie, Ebene) Wechselwirkungen zwischen Materie und Feld konnten nicht stattfinden. abstrakt (konzeptionell) Mehrdimensionale Räume in modern Mathematik und Physik werden durch Hinzufügen zu den drei Räumen gebildet. Zeitkoordinaten u Andere Parameter, unter Berücksichtigung der Verknüpfung und Änderungen, die für eine vollständigere Beschreibung der Prozesse erforderlich sind. Diese als Systembeschreibung eingeführten Begriffsräume sind jedoch nicht mit dem realen Raum zu identifizieren, der immer dreidimensional ist und die Ausdehnung und Struktur der Materie, die Koexistenz und Interaktion von Elementen in verschiedenen Systemen charakterisiert. Mit dem Umfang des Raumes sind untrennbar seine Metrik verbunden. Eigenschaften, die die Merkmale der Verbindung von Räumen ausdrücken. Elemente und Mengen. die Gesetze dieser Beziehungen. In der Natur metrisch Eigenschaften des Raumes werden durch die Heterogenität struktureller Verhältnisse in Systemen bestimmt, insbesondere durch die Verteilung der gravitativen Massen und der Gravitationsgröße. Potentiale, die die "Krümmung" des Raumes bestimmen.
Zu spezifisch. (lokal) Die Eigenschaften des Raums materieller Systeme umfassen Symmetrie und Asymmetrie, spezifische Form und Dimensionen, Lage, Abstand zwischen Körpern, Räume. Verteilung von Materie und Feldern, Grenzen zwischen verschiedenen Systemen. Alle diese Eigenschaften hängen von der Struktur ab und ext. Verbindungen von Körpern, die Geschwindigkeit ihrer Bewegung, die Art der Interaktionen mit ext. Felder. Der Raum jedes materiellen Systems ist grundsätzlich offen, verwandelt sich kontinuierlich in Raum Andere System, das sich in der Metrik unterscheiden kann. und Andere lokale Eigenschaften. Daraus ergibt sich die Vielfältigkeit. realer Raum, seine Unerschöpflichkeit in Mengen. und Qualitäten. Beziehungen.
Zu den universellen Eigenschaften der Zeit (oder Zeitbeziehungen in materiellen Systemen) umfassen: Objektivität; untrennbare Verbindung mit Materie, sowie mit Raum, Bewegung u Andere Attribute der Materie; Dauer, die die Abfolge von Existenz und Zustandsänderung von Körpern ausdrückt. Die Dauer wird aus nacheinander entstehenden Momenten oder Zeitintervallen gebildet, die zusammen die ganze Daseinsperiode des Körpers von seinem Erscheinen bis zum Übergang in qualitativ verschiedene Formen ausmachen. Als eine Art „Verlängerung“ der Zeit bestimmt die Dauer
gefangen durch die allgemeine Erhaltung von Materie und Bewegung während ihrer Umwandlungen von einer Form in eine andere. Die Existenzzeit jedes einzelnen Objekts ist endlich und diskontinuierlich, Weil Jeder hat einen Anfang und ein Ende der Existenz. Die konstituierende Materie entsteht jedoch nicht aus dem Nichts und wird nicht zerstört, sondern ändert nur die Formen ihres Seins. Aufgrund der allgemeinen Beständigkeit von Materie und Bewegung ist die Zeit ihrer Existenz kontinuierlich, und diese Kontinuität ist absolut, während die Diskontinuität relativ ist. Die Kontinuität der Zeit entspricht ihrer Verbundenheit, der Abwesenheit von "Lücken" zwischen ihren Momenten und Intervallen.
Zeit ist eindimensional, asymmetrisch, irreversibel und immer von der Vergangenheit in die Zukunft gerichtet. spezifische körperliche. Die Faktoren, die die Irreversibilität der Zeit charakterisieren, sind die Zunahme der Entropie in verschiedenen Systemen im Laufe der Zeit, Mengen. Bewegungsgesetze der Körper.
Spezifisch Die Eigenschaften der Zeit sind bestimmte Perioden der Existenz von Körpern von der Entstehung bis zum Übergang in qualitativ verschiedene Formen, Ereignisse, die immer relativ sind, Prozesse, die Änderungsgeschwindigkeit von Zuständen, das Entwicklungstempo, zeitliche Beziehungen zwischen verschiedenen Zyklen in die Struktur von Systemen.
Die Entwicklung der Wissenschaft am 20 in. offenbarte neue Aspekte der Abhängigkeit von P. und in. aus materiellen Prozessen. Aus der Relativitätstheorie und experimentellen Fakten modern Aus der Physik folgt, dass mit zunehmender Bewegungsgeschwindigkeit von Körpern und ihrer Annäherung an die Lichtgeschwindigkeit diese zunimmt, die linearen Dimensionen in Bewegungsrichtung relativ reduziert werden, alle Prozesse sich im Vergleich zum relativen Zustand verlangsamen. Ruhe tel. Die Verlangsamung zeitlicher Rhythmen erfolgt auch unter dem Einfluss sehr starker Gravitationsfelder, die von erzeugt werden in großen Zahlen Substanzen (was erscheint z.B., in der Rotverschiebung spektraler Emissionslinien sogenannt. Weiße Zwerge und Quasare, die sehr viel haben Hohe Dichte und starke Gravitationsfelder). Mit Mengen. eine Zunahme der Materiedichte (bis zu Werten in der Größenordnung von 1094 g/cm3 und mehr) Metrik und möglicherweise einige topologische müssen sich qualitativ ändern. Pi-Eigenschaften in. Aus extragalaktischen Beobachtungsdaten. Astronomie folgt, dass die durchschnittliche Materiedichte in der Metagalaxie in der Größenordnung von 10-31 g/cm3 einem Negativ im offenen Raum entspricht. Krümmung. Diese Daten lassen sich jedoch nicht auf das Ganze als Ganzes erweitern, da Materie nicht homogen ist und es in der Welt unzählige Strukturebenen und Typen von Materialsystemen mit eigenen raumzeitlichen Beziehungen gibt.
F. Engels, Dialektik der Natur, K. Marx und F. Engels, Werke, t. zwanzig; sein, Anti-Dühring, ebd.; Lenin V.I., Materialismus und, P.S.S, t. achtzehn; sein eigener, Philos. Notizbücher, da t. 29; Einstein A., Grundlagen der Relativitätstheorie, M.-L., 19352; Newton, I., Mathematik. Die Anfänge der Naturphilosophie, M.-L., 1936; Fok V. A., Theory P., V. and gravitation, M., 19612; Steinman R. Ya., P. and in., M, 1962; Melyuhin S. T., Materie in ihrer Einheit, Unendlichkeit und Entwicklung, M., 1966; Grunbaum A., Philos. P.s Probleme u in., pro. Mit Englisch, M, 1969; Unendlichkeit und das Universum. Sa. Kunst. , M, 1969; MostepanenkoA. M., Das Problem der Universalität hauptsächlich P.s Eigenschaften und in., L., 1969; ihn, P. und in. in der Makro-, Mega- und Mikrowelt, M., 1974; P., V., M., 1971; Varashenkov V. S., Probleme des subatomaren P. und in., M., 1979; Akhundov M. D., Konzepte von P. und in.: Ursprünge, Entwicklung, Perspektiven, M., 1982.
S. T. Meljuchin.
Philosophisch Enzyklopädisches Wörterbuch. - M.: Sowjetische Enzyklopädie. CH. Herausgeber: L. F. Ilyichev, P. N. Fedoseev, S. M. Kovalev, V. G. Panov. 1983 .
RAUM UND ZEIT
allgemeine Formen der Existenz von Materie, nämlich die Formen der Zuordnung von materiellen Objekten und Phänomenen. Dialektik und modern zeigen, dass P. und Jahrhundert. kann nicht außerhalb der Materie und unabhängig von ihr existieren. Der Unterschied zwischen diesen Formen besteht darin, dass Raum alles ist. generelle Form Koexistenz von Körpern ist die Zeit eine universelle Form der Veränderung von Phänomenen. Im Raum zu sein, bedeutet nach Engels, in Form des Ortes nebeneinander zu sein, in der Zeit zu existieren, bedeutet, in Form einer Abfolge von einem nach dem anderen zu sein. Raum ist eine Form der Koordination verschiedener koexistierender Objekte und Phänomene, die darin besteht, dass letztere bestimmt sind. sind relativ zueinander angeordnet und bilden verschiedene Teile des einen oder anderen Systems in gewisser Weise. Mengen. Beziehung zueinander. Zeit ist eine allgemeine Form der Koordination von Phänomenen, aufeinanderfolgenden Zuständen materieller Objekte, die darin besteht, dass jeder (Zustand), der den einen oder anderen Teil des im Objekt ablaufenden Prozesses darstellt, in einem bestimmten Zustand ist. Mengen. Beziehungen zu anderen Phänomenen (Zuständen).
Leerzeichen Eigenschaften sind Orte von Objekten (wenn Objekte weit voneinander entfernt oder klein sind, können diese Orte als "Punkte" des Raums betrachtet werden), Entfernungen zwischen Orten, Winkel zwischen verschiedenen Richtungen, in denen sich Objekte befinden (ein einzelnes Objekt ist gekennzeichnet durch Länge und Form, die durch die Abstände zwischen den Objektteilen und deren Ausrichtung bestimmt werden). Zeit Eigenschaften - "Momente", in denen Phänomene auftreten, die Dauer (Dauer) von Prozessen. Die Beziehung zwischen diesen Räumen.-Zeit. Mengen genannt metrisch. Es gibt auch Qualitäten., Topolog und h. Eigenschaften - "Kontakt" verschiedener Objekte oder Prozesse, die Reihenfolge ihrer Anordnung, Symmetrie.
Freizeit Beziehungen unterliegen bestimmten. Muster. In Übereinstimmung mit dem Vorhandensein von untrennbar verbundenen Gegenseiten materieller Objekte und Prozesse - Integrität und Differenzierung, Stabilität und Variabilität und in der Raumzeit. Beziehungen unterscheiden einerseits und Dauer, mit - die Reihenfolge der Koexistenz und Veränderung von Phänomenen. Die Ausdehnung des Objekts und die Dauer des Zustands (seine "Lebensdauer") treten in den Vordergrund, wenn das Objekt oder der Zustand als Ganzes betrachtet werden; "Ordnung" tritt in den Vordergrund, wenn es um die Beziehung von Teilen (Objekt oder Zustand) oder die Beziehung verschiedener Objekte geht.
Nach der Dialektik Materialismus, P. und c. sind Seinsformen differenzierter Gegenstände und Prozesse. Dies bestimmt den universellen Charakter der Raumzeit. Beziehungen und Muster. Mit der Vertiefung des Wissens über Materie und Bewegung vertieft und verändert sich das wissenschaftliche Wissen. Ideen zu P. und c. Daher, um die Bedeutung der neu entdeckten Muster von P. und Jahrhundert zu verstehen. ist nur möglich, indem ihre Verbindungen mit den Wechselwirkungs- und Bewegungsgesetzen der Materie hergestellt werden. Ein Beispiel ist die nichteuklidische Geometrie, deren wahre Bedeutung erst nach der Entdeckung relativistischer Theorien des Gravitationsfeldes klar wurde.
Direkte P.s Einheit und Jahrhundert. wirkt in der Bewegung der Materie; Einfachste Form Bewegung - Bewegung - ist durch Größen gekennzeichnet, die verschiedene Verhältnisse von P. und c enthalten. Modern (vgl. Relativitätstheorie) entdeckte eine tiefere Einheit von P. und V., die sich in einer gemeinsamen regelmäßigen Raum-Zeit-Änderung ausdrückt. Eigenschaften von Systemen, wenn sich deren Bewegung ändert, sowie die Abhängigkeit dieser Größen von der Konzentration der Materie (Masse) in der Umgebung.
Aus reinen Räumen. (Geometrische) Beziehungen werden nur behandelt, wenn von der Bewegung der Körper und ihrer Teile abstrahiert werden kann. Dann erscheint die Welt als eine Menge von unveränderlichen, ideal starren Körpern, die sich außerhalb voneinander befinden, und Auslandsbeziehungen diese Körper werden auf Räumliches reduziert. Mit reiner Zeit. Relationen werden dort behandelt, wo von der Vielfalt koexistierender Objekte abstrahiert werden kann; dann erfährt das einzige "Punkt"-Objekt Zustandsänderungen, die durch unterschiedliche Dauer gekennzeichnet sind.
Im realen Prozess der Vermessung von Räumen. und Zeit Mengen werden von k.-l. Referenzsystem.
P.s Konzepte und Jahrhundert. sind ein notwendiger Bestandteil des Weltbildes und werden daher in die Philosophie einbezogen. Die Lehre über P. und Jahrhundert. vertieft und entwickelt sich zusammen mit der Entwicklung des Weltbildes im Allgemeinen, aber insbesondere der Naturwissenschaften und vor allem der Physik. Dies erklärt sich dadurch, dass die Eigenschaften von P. und c. haben ziemlich Kreaturen. Wert für körperliche Gesetzmäßigkeiten, To-Roggen äußern sich oft in Form von physikalischen Abhängigkeiten. Größen aus Raum.-Zeit. Koordinaten; außerdem genaue Raum-Zeit-Messungen. Mengen werden mit physikalischen produziert. Geräte. Es war die Entwicklung der Physik im 20. Jahrhundert. führte zu einer radikalen Umstrukturierung der Wissenschaft. Ideen über P. und Jahrhundert. Aus anderen Wissenschaften bedeutet. eine Rolle im Fortschritt der Lehre über P. und Jahrhundert. besonders gespielt.
Die Entwicklung von Physik, Geometrie und Astronomie im 20. Jahrhundert. bestätigte die Richtigkeit der Ansichten der Dialektik. Materialismus in P. und in. Das Dialektisch-Materialistische wiederum Konzept und Jahrhundert von P. erlaubt uns, die Moderne richtig zu interpretieren. körperlich Lehren über P. und v., um die unbefriedigende Natur sowohl des subjektivistischen Verständnisses dieser Lehre als auch der Versuche, sie zu „entwickeln“, aufzudecken und P. und v. aus Materie.
Freizeit Beziehungen sind nicht nur allgemeine Muster, sondern auch spezifisch, charakteristisch für Objekte einer bestimmten Klasse, da diese Beziehungen durch die Struktur des materiellen Objekts, sein Inneres, bestimmt werden. Interaktionen und Prozesse. Daher sind solche Eigenschaften wie die Abmessungen eines Objekts (insbesondere seine Form), Lebensdauer, Rhythmen von Prozessen, Arten von Symmetrie Geschöpfe. Objektparameter dieser Art, die auch von den Bedingungen abhängen, unter denen sie existiert. Besonders wichtig und spezifisch sind Raum-Zeit. Beziehungen in so komplexen sich entwickelnden Objekten wie biologischen. oder Gesellschaft. In diesem Sinne kann man von einzelnen P. und Jahrhundert sprechen. solche Objekte (z. B. über biologische oder soziale Zeit).
Grundbegriffe von P. und Jahrhundert. Die wichtigste Philosophie bezogen auf P. und V. geht es um das Wesen von P. und V., d.h. das Verhältnis dieser Seinsformen zur Materie, sowie die Objektivität der Raumzeit. Beziehungen und Muster.
Durch fast die gesamte Geschichte der Naturwissenschaft hindurch; und Philosophie gab es zwei Grundlagen. P.s Konzepte und Jahrhundert. Einer von ihnen stammt von den alten Atomisten - Demokrit, Epikur, Lucretius, die den leeren Raum einführten und ihn als homogen und (aber nicht isotrop) betrachteten; der Zeitbegriff war damals äußerst schlecht entwickelt. Mit der Zeit wurde dieses Konzept von Newton entwickelt, der es vom Anthropomorphismus befreite. Nach Newton, P. und V. sind besondere Prinzipien, die unabhängig von der Materie und voneinander existieren. Der Raum selbst (abs. Raum) ist ein "Behälter der Körper", absolut bewegungslos, kontinuierlich, homogen (an allen Punkten gleich) und isotrop (in allen Richtungen gleich), durchlässig - Materie nicht beeinflussend und nicht von ihr beeinflusst werdend, und unendlich; hat drei Dimensionen. Von abs. Raum Newton unterschied die Länge der Körper - ihre Hauptsache. , dank denen sie eine bestimmte besetzen. Plätze in abs. Raum, stimmen mit diesen Orten überein. Die Ausdehnung ist nach Newton, wenn wir von den einfachsten Teilchen (Atome) sprechen, die ursprüngliche, primäre Eigenschaft, die keiner Erklärung bedarf. Abs. Der Raum ist aufgrund der Ununterscheidbarkeit seiner Teile unermesslich und unerkennbar. Die Positionen von Körpern und die Abstände zwischen ihnen können nur in Bezug auf andere Körper bestimmt werden. DR. Mit anderen Worten, die Wissenschaft befasst sich nur mit dem relativen Raum.
Die Zeit in Newtons Konzept ist selbst absolut und unabhängig von allem, reine Dauer als solche, die gleichmäßig von der Vergangenheit in die Zukunft fließt. Es ist ein leerer „Behälter von Ereignissen“, der ihn füllen kann oder auch nicht; der Lauf der Ereignisse hat keinen Einfluss auf den Ablauf der Zeit. Zeit ist universell, eindimensional, kontinuierlich, unendlich, homogen (überall gleich). Von abs. Zeit, auch unermesslich, Newton ausgezeichnet bezieht sich. Zeit. Die Zeitmessung erfolgt nur mit Hilfe von Stunden, d.h. Bewegungen, To-Roggen sind ziemlich einheitlich. P. und c. in Newtons Konzept unabhängig voneinander sind. Unabhängigkeit von P. und Jahrhundert. manifestiert sich vor allem in der Tatsache, dass der Abstand zwischen zwei Punkten und; Das Zeitintervall zwischen zwei Ereignissen behält seine Werte in jedem Bezugssystem unabhängig voneinander bei, und die Verhältnisse dieser Größen oder der Geschwindigkeit von Körpern können beliebig sein.
Newton kritisierte Descartes' Idee eines gefüllten Weltraums und der Identität von ausgedehnter Materie und Raum.
Das von Newton entwickelte Konzept von P. und V. war im 17.–19. Jahrhundert in der Naturwissenschaft vorherrschend. es stützte sich auf die Wissenschaft jener Zeit – Euklidische Geometrie und Klassik. Mechanik. Die Gesetze der Newtonschen Mechanik gelten nur in Trägheitsbezugssystemen. Diese Isolierung von Inertialsystemen wurde dadurch erklärt, dass sie sich trägheitsmäßig genau in Bezug auf abs bewegen. P. und c. und passen am besten zu letzterem. Wir können sagen, dass Uhren in solchen Systemen absolut gleichmäßig Strom anzeigen Weltzeit, und starre Körper, die Räume bilden. Das "Skelett" eines solchen Systems verformt sich während der Trägheitsbewegung nicht. Natürlich darf die gemessene Geschwindigkeit eines Körpers nicht mit seiner Bauchmuskulatur übereinstimmen. Geschwindigkeit jedoch die Mechanik, die die Beschleunigung mit der sie erzeugenden Kraft in Beziehung setzt, bleibt in jedem Inertialsystem unverändert; invariant (unveränderlich) sind auch Beschleunigung und an sich. Gehen wir aber zu beliebig bewegten beschleunigten Bezugssystemen über, dann gelten die Gesetze der Klassik die Mechanik ist falsch. Von hier aus wurde festgestellt, dass nur dann, wenn die Bewegung von Körpern abs zugeschrieben wird. P. und c. man erhält die Gesetze der Mechanik, die in der Praxis ihre Berechtigung haben.
Newtons Konzept von P. und in. entsprach allen körperlichen. Bild der damaligen Welt, insbesondere der Philosophie. der Begriff der Materie als ursprünglich ausgedehnt und träge. Kreaturen. der Widerspruch von Newtons Konzept war, dass abs. P. und c. blieb darin unerkennbar durch Erfahrung. Nach dem klassischen Relativitätsprinzip. Mechanik sind alle Trägheitsbezugssysteme gleich und es kann nicht unterschieden werden, ob sich das System relativ zu abs bewegt. P. und c. oder ausruhen. Dies diente als Argument für Anhänger des gegensätzlichen Begriffs von P. und Jahrhundert, dessen Grundlagen auch in der Antike von Aristoteles formuliert wurden. Raum ist nach Aristoteles eine Ansammlung von Orten von Körpern, und Zeit ist „Bewegungen“; die zeit fließt, anders als die bewegung, immer gleichförmig. In der Neuzeit, t. sp. Aristoteles wurde (von der Teleologie befreit) von Leibniz entwickelt, der sich auch auf bestimmte Ideen von Descartes stützte. Die Besonderheit des Leibniz-Konzepts von P. und V. besteht darin, dass es P. und c ablehnt. wie wäre es mit unabhängig. Prinzipien des Seins, die zusammen mit der Materie und unabhängig von ihr existieren. Raum ist nach Leibniz die Ordnung der gegenseitigen Anordnung vieler einzelner Körper, die außereinander existieren, Zeit ist die Ordnung aufeinanderfolgender Erscheinungen oder Zustände von Körpern. Gleichzeitig hat Leibniz später in den Begriff der Ordnung auch den Begriff der Beziehung aufgenommen. Mengen. Die Idee der Länge der Abteilung. der Körper, ohne Rücksicht auf andere betrachtet, ist nach dem Konzept von Leibniz unhaltbar. Raum ist ("Ordnung"), gilt nur für viele. Körper, zu der "Reihe" von Körpern. Man kann nur über Beziehungen sprechen. die Größe des gegebenen Körpers im Vergleich zu den Größen anderer Körper. Wenn es keine anderen Körper gäbe, wäre es unmöglich, über den Umfang dieses Körpers zu sprechen. Die Erweiterung des Körpers macht nur insofern Sinn, als der Körper als Teil der Welt betrachtet wird. Dasselbe gilt für die Dauer: Das Konzept der Dauer ist auf otd anwendbar. Phänomen insofern, als es als Glied in einer einzigen Kette von Ereignissen betrachtet wird. Die Ausdehnung eines Objekts ist nach Leibniz keine primäre Eigenschaft, sondern beruht auf den im Inneren des Objekts wirkenden abstoßenden Kräften; inländisch und äußere Wechselwirkungen bestimmen Sie die Dauer des Zustands; Was die Natur der Zeit als eine Ordnung wechselnder Phänomene betrifft, so spiegelt sie deren Ursache und Wirkung wider. Verbindung.
Logischerweise ist Leibniz' Konzept mit seiner gesamten Philosophie verknüpft. das System als Ganzes. Hauptsächlich Leibniz betrachtete die Eigenschaft der Teilchen als den Wunsch nach Aktion und Bewegung. Die Vorstellungen über Materie der alten Atomisten und Newtons, die die Welt als ein Konglomerat unabhängiger Teilchen betrachteten, die nur durch zufällige Kollisionen miteinander verbunden oder mystisch waren. Fernkampfkräfte hielt Leibniz für unbefriedigend. Idee abs. Atomismus erklärt nicht die Integrität von Objekten, ihre Ext. Konsistenz widerspricht der "Harmonie", der Einheit der Welt. Leibniz versteht zwar Harmonie und Aktivität in idealistisch-teleologischer Weise. Spirit: Atome sind Monaden, die spirituell die Welt repräsentieren. Aber die Wissenschaft dieser Zeit verfügte nicht über Daten, die es ermöglichen würden, "" die Einheit und Integrität materieller Objekte rational zu erklären. Das Leibnizsche Konzept von P. und in. spielte keine Kreaturen. Rollen in den Naturwissenschaften des 17.–19. Jahrhunderts, weil sie konnte auf die Fragen der damaligen Wissenschaft keine Antwort geben. Zunächst einmal schienen Leibniz' Ansichten über den Weltraum der Existenz eines Vakuums zu widersprechen (erst nach der Entdeckung des Feldes im 19. Jahrhundert erschien das Problem des Vakuums in einem neuen Licht); außerdem widersprachen sie deutlich dem allgemeinen Glauben an die Einzigartigkeit und Universalität der euklidischen Geometrie (wenn die Geometrie durch die Natur der Kräfte bestimmt ist, dann ist die Möglichkeit anderer räumlicher Beziehungen als der euklidischen denkbar); schließlich schien der Leibniz-Begriff mit der Klassik unvereinbar. Mechanik, da die Erkenntnis der reinen Relativität der Bewegung keine Erklärung für die Vorteile gibt, die Rolle von Inertialsystemen. Leibniz' Antwort, in der er auf stabile ("fixierte") Materiezustände hinweist, die als "Basis" von P. und V. dienen, wurde damals nicht verstanden. Überhaupt ist Leibniz' einseitige Betonung von „Ordnung“ als Kap. Eigenschaften und Jahrhundert von P. schien mit der Objektivität und "Invarianz" der Metrik unvereinbar. Eigenschaften von P. und Jahrhundert, auf die sich die Wissenschaft stützte. Leibniz' Änderungen, die im Zuge einer Diskussion mit Newtons Schüler Clark auch die Metrik in den Begriff der "Ordnung" einbeziehen. Beziehungen wurden nicht aufgenommen. Damit stand der moderne Leibniz in Konflikt mit seinem Konzept von P. und V., das auf einer viel breiteren Philosophie aufbaute. Basis. Erst zwei Jahrhunderte später begann die Akkumulation der Wissenschaft. Tatsachen, die für sie sprachen. P.s Konzepte und Jahrhundert. in Philosophie und Naturwissenschaft im 18.–19. Jahrhundert.
Materialistische Philosophen des 18.–19. Jahrhunderts löste das Problem von P. und c. hauptsächlich im Geiste der Konzepte von Newton oder Leibniz, obwohl sie c.-l. Aus ihnen. Einige Philosophen des 17. Jahrhunderts. (z. B. Locke) unter dem Einfluss der Erfolge der Mechanik vom Konzept von Leibniz zum Konzept von Newton übergegangen. Die meisten materialistischen Philosophen widersetzten sich Newtons leerem Raum. Sogar Toland wies darauf hin, dass die Idee der Leere mit der Betrachtung der Materie als träge, inaktiv verbunden ist. Diderot vertrat die gleichen Ansichten. Noch weiter in der Kritik an Newton war Boshkovich, der Materie als aus Teilchen bestehend – Kraftzentren – betrachtete; Das Konzept der Erweiterung ist laut Boshkovich auf otd nicht anwendbar. Teilchen, sondern nur zu einem System von Teilchen.
Näher am Konzept von Leibniz war Hegel. Er kritisiert Newtons Vorstellung von Zeit als Strom, der alles in seinem Lauf trägt, und von einem leeren, ungefüllten Raum. Gleichzeitig ist Hegel mit der Reduktion des Raumes auf die Ordnung der Dinge nicht einverstanden; Raum stimmt nicht mit dem Umfang einzelner Dinge überein, er hat seine eigenen Besonderheiten. Beziehungen und Muster. Hegel betont die Einheit von P. und in. als Bewegungsmomente. Nur stellvertretend schreibt er, P. und v. vollständig voneinander getrennt. Mit dem Argument, der Begriff der Materie leite sich von den Begriffen P. und V. ab, verliert Hegel jedoch, bereits von Leibniz zum Ausdruck gebracht, dass Räume. und Zeit Beziehungen werden durch Interaktion definiert.
Einer der auffälligsten. Entdeckungen des 19. Jahrhunderts war die Schaffung der nicht-euklidischen Geometrie durch Lobachevsky, Bolyai und Riemann (siehe Raum in der Mathematik).
Die nichteuklidische Geometrie widersprach dem Newtonschen Konzept von P. und in. Lobatschewski lehnte dies ab und argumentierte, dass die Geometrie Eigenschaften, die allgemeinste physikalische. Eigenschaften werden durch die allgemeine Natur der Kräfte bestimmt, die den Körper bilden.
In den Konzepten der subjektiven Idealisten und Agnostiker werden die Probleme von P. und c. sind auf ch reduziert. Arr. auf die Frage nach Ps Einstellung und Jahrhundert. zu Bewusstsein und Wahrnehmung. Berkeley lehnte Newtonsche Bauchmuskeln ab. P. und V., aber überlegte Leerzeichen. und Zeit Beziehungen sind subjektivistisch, als eine Ordnung von Wahrnehmungen. Es ist klar, dass es in diesem Fall nicht um objektive Geometrie ging und mechanisch Rechtsvorschriften. Daher ist die Berkeleian t. sp. spielte keine Kreaturen. Rolle in der Entwicklung der Wissenschaft. Ideen über P. und Jahrhundert. Anders verhielt es sich mit Kant, der sich zunächst an den Leibniz-Begriff anschloss. Der Widerspruch dieses Begriffs und der Naturwissenschaft. Die damaligen Ansichten veranlassten Kant, den Newtonschen Begriff zu akzeptieren und ihn philosophisch zu untermauern. Die Hauptsache hier war die Ankündigung von P. und v. a priori Formen des Menschen. Betrachtung. Kants Ansichten zu P. und in. fand Ende des 18. Jahrhunderts viele Anhänger. - 1. Stock. 19. Jahrhundert Ihre Widersprüchlichkeit wurde erst nach der Schaffung und Übernahme der nichteuklidischen Geometrie bewiesen: Schon die Möglichkeit unterschiedlicher Geometrien und die Bestimmung ihrer Anwendungsbereiche aufgrund von Erfahrungen verweigert sich.
Die Krise des Mechanismus Naturwissenschaften an der Wende vom 19. zum 20. Jahrhundert. führte zur Wiederbelebung subjektivistischer Ansichten über P. und Jahrhundert auf einer neuen Grundlage. Mach kritisierte das Konzept von Newton und entwickelte erneut einen Blick auf P. und in. als "Ordnung der Wahrnehmungen", die den erfahrungsmäßigen Ursprung der Axiome der Geometrie betont. Aber Mach wurde subjektivistisch verstanden, daher werden sowohl die Geometrie von Euklid als auch die Geometrie von Lobatschewski und Riemann von ihm einfach als unterschiedliche Arten der Beschreibung von Räumen betrachtet. Verhältnisse. Es überrascht daher nicht, dass Mach negativ auf die Relativitätstheorie reagierte. Kritik an den subjektivistischen Ansichten von Mach pa P. und V. wurde von Lenin in Materialismus und Empiriokritizismus gegeben.
Entwicklung von Ideen über P. und Jahrhundert. im 20. Jahrhundert Metrische Eigenschaften von P. und c. Eine grundlegende körperliche Veränderung Vorstellungen über Materie (zuallererst die Entdeckung physikalischer Felder - siehe Physikalisches Feld) führten zu einer radikalen Umstrukturierung der Lehre von P. und in. Modern körperlich P. und V. - die Relativitätstheorie - zeigten, dass sich beim Übergang von einem Bezugsrahmen zum anderen relativ zum ersten Raum bewegt. und Zeit Größen (Abstände, Winkel, Zeitintervalle, Frequenzen) ändern. Phänomene, die in einem Bezugsrahmen gleichzeitig auftreten, sind in einem anderen nicht gleichzeitig. Unverändert bleibt beim Übergang von einem Bezugssystem zum anderen nur Raum.-Zeit. Intervall zwischen Ereignissen. Die Relativitätstheorie führte ein neues Konzept ein - "Raumzeit" als eine einzige Form der Koordination von Phänomenen. Die Einteilung der Koordination in rein räumlich und rein zeitlich erweist sich als relativ: Ereignisse, die in einem System koexistieren (nur räumlich koordiniert, an verschiedenen Orten lokalisiert), sind in einem anderen System ebenfalls zeitlich sequentiell (aber die zeitliche Abfolge selbst von solche Ereignisse, die durch das Verhältnis von Ursache und Wirkung gebunden sein können, können sich nicht ändern). So erlangen Entfernungen und Dauern nur in dem einen oder anderen Bezugsrahmen vollständige Gewissheit.
Aus dem Gesagten folgt zwangsläufig, dass das Newtonsche Konzept der abs. P. und c. Die Relativitätstheorie ist logisch unvereinbar mit der Idee des leeren Raums, der "eigen" hat. Dimensionen, und mit der Idee der leeren Zeit, die „eigene“ hat. Dauer. Modern die Physik bestätigte die Richtigkeit des von Leibniz stammenden und von der Dialektik weiterentwickelten Begriffs von P. und V.. Materialismus. Die Relativitätstheorie hat gezeigt, was genau die Rolle des Physischen spielt. Agent, durch den die Raumzeit durchgeführt wird. Phänomene. Diese Koordination ist so, dass es möglich ist, von "individuell" oder lokal, P. und Jahrhundert zu sprechen. für jedes geschlossene System.
Der nächste Schritt in der Entwicklung der Physik. Ideen über P. und Jahrhundert. wurde von der allgemeinen Relativitätstheorie gemacht. Nach dieser Theorie zeichnen sich Inertialsysteme, die unter allen möglichen Bezugssystemen eine Sonderstellung einnehmen (nur in solchen Systemen gelten die Erhaltungssätze), nicht dadurch aus, dass sie bezüglich abs inertial sind. P. und V., wie die Anhänger Newtons glaubten, sondern dadurch, dass materielle Körper, die Grundlage solcher Systeme, keine merklichen äußeren Einflüsse erfahren und sich im Gravitationsfeld frei bewegen. Daraus folgt das Trägheitssystem ist dies nur lokal, sowohl im Raum als auch in der Zeit. Beziehung, d.h. nur in Bezug auf einen begrenzten Bereich von Phänomenen. So war es erlaubt, was den Leibniz-Begriff einst nicht auflösen konnte. Nach der allgemeinen Relativitätstheorie manifestiert sich das Gravitationsfeld in der Natur der Verbindung zwischen Räumen. und Zeit Mengen oder in der Raum-Zeit-Metrik. T. n. Die Krümmung der Raumzeit, die ihre Metrik (Geometrie) bestimmt, hängt von der Verteilung und Bewegung der Materie ab - der Quelle des Gravitationsfeldes, und diese Geometrie ist nicht euklidisch, sondern riemannisch. Im Gravitationsfeld gibt es einen anderen Zeitablauf (die Geschwindigkeit von Prozessen). verschiedene Punkte Felder; An verschiedenen Orten des Feldes sind auch die Entfernungen zwischen diesen Ereignissen unterschiedlich. In einem Gravitationsfeld ist es unmöglich, Uhren im ganzen Raum zu synchronisieren. Nur im statischen das Gravitationsfeld könnte „Welt“ mit seiner „Welt“-Zeit im gesamten System existieren, aber ein solches System wäre lokal, nicht universell. Eine Änderung der Geschwindigkeit von Prozessen (des Zeitablaufs) tritt insbesondere bei einer sanften Beschleunigung (oder Verzögerung) des Systems auf. Dadurch entsteht die Möglichkeit, Einfluss auf den lokalen „Zeitlauf“ zu nehmen.
Die Weiterentwicklung der allgemeinen Relativitätstheorie ist mit der Kosmologie verbunden. Probleme - die Struktur von P. und c. im beobachtbaren Teil der Welt als Ganzes, mit einem "Hintergrund" von Null, in Bezug auf den sich die Metrik der Raumzeit im Gravitationsfeld ändert (A. A. Fridman). Die „Hintergrund“-Metrik wird durch die durchschnittliche Dichte und den Druck in der „Welt“ bestimmt. Die Annahme über die sich ändernde Metrik unseres Teils der Welt wurde durch die von Hubble entdeckte Rotverschiebung bestätigt.
Es ist ziemlich klar, dass alle Objekte um uns herum bestimmte Abmessungen haben (Breite-Höhe-Länge - die Parameter ihrer Ausdehnung im Raum), sie bewegen (verändern, bewegen) sich relativ zueinander oder zusammen mit dem Planeten Erde - in Bezug auf andere kosmische Körper: Sterne, Planeten, Sternbilder, Galaxien. Ebenso verändern sich (bewegen, bewegen) sich alle Objekte mit der Zeit: Sie entstehen im Prozess der Interaktion materieller Formationen, entwickeln sich und gehen von einer Form zur anderen über.
Raum und Zeit sind daher universelle Seinsformen - Attribute - materieller Systeme. Es kann kein Objekt geben, das außerhalb von Raum und Zeit wäre, genauso wie es keinen Raum und keine Zeit gibt, die für sich allein existieren, außerhalb der sich ständig bewegenden (verändernden) Materie.
In der Geschichte der Philosophie haben sich zwei Konzepte zum Verständnis von Raum und Zeit entwickelt, die als die Konzepte von Demokrit-Newton (substantiell) und Aristoteles-Leibniz (relational) bezeichnet werden können. Ihr Wesen ist die Klärung der Frage: In welchem Verhältnis stehen Raum und Zeit zur Materie.
Substanzielles Konzept. Es hat sich in Übereinstimmung mit den Prinzipien auf metaphysische Weise entwickelt klassische Mechanik, die von antiken Denkern intuitiv angenommen und im ersten Viertel des 18. Jahrhunderts von Isaac Newton grundlegend untermauert wurde. Platz wurde als unendliche leere Erweiterung betrachtet, die alle Körper (Objekte) enthält. Zeit als gleichmäßiger, von allen Prozessen unabhängiger Dauerstrom betrachtet, ist sie absolut. Angelegenheit existiert für sich und gleichsam "eingetaucht" in Raum und Zeit. Dementsprechend wurde die Beziehung zwischen Raum, Zeit und Materie als eine Beziehung zwischen Unabhängigen dargestellt Substanzen.
Beziehungskonzept(lat.- relativ). Es entstand in Übereinstimmung mit der dialektischen Tradition - Aristoteles, Leibniz, Hegel; wurde im dialektischen Materialismus formuliert und schließlich durch Einsteins Relativitätstheorie bestätigt, die den direkten Zusammenhang von Raum und Zeit mit bewegter Materie und untereinander offenbarte. Die grundlegende Schlussfolgerung aus der Relativitätstheorie lautet: Raum und Zeit existieren nicht ohne Materie, ihre metrischen Eigenschaften entstehen durch die Verteilung und Wechselwirkung materieller Massen, also durch die Schwerkraft. Einstein selbst antwortete auf eine Frage nach dem Wesen seiner Theorie, dass man früher geglaubt habe, dass Raum und Zeit bestehen bleiben würden, wenn durch ein Wunder alle materiellen Dinge plötzlich verschwinden würden. Nach der Relativitätstheorie würden mit den Dingen Raum und Zeit verschwinden.
Einstein Albrecht(1879-1955), theoretischer Physiker, einer der Begründer der modernen Physik. In Deutschland in einer wohlhabenden jüdischen Familie geboren, lebte er ab 1893 in der Schweiz. 1900 diplomierte er am Polytechnikum in Zürich, 1902-1909 arbeitete beim Patentamt in Bern. Später war er an den Universitäten Bern, Genf, Prag und Berlin wissenschaftlich und pädagogisch tätig. Erstellte private (1905) und allgemeine (1907-1916) Relativitätstheorien. Er entdeckte das Gesetz der Wechselwirkung von Masse und Energie. Der Autor grundlegender Arbeiten zur Quantentheorie der Materie und des Feldes: Er führte das Konzept eines Lichtquants ein, als eine "Portion" des Lichts, in der es existiert, später als Photon bezeichnet (das Wort "Photon" selbst eingeführt wurde wissenschaftlicher Umsatz 1926 stellte der Physiker N. Lewis) die Gesetze des photoelektrischen Effekts, das Grundgesetz der Photochemie, auf und sagte induzierte Strahlung voraus. Er entwickelte die statistische Theorie der Brownschen Bewegung, legte den Grundstein für die Fluktuationstheorie und schuf die Bose-Einstein-Quantenstatistik. Nobelpreisträger 1921 für seine Arbeiten in der theoretischen Physik. Paradox: 1907 nahm Einstein am Institut für Theoretische Physik der Universität Wien am Wettbewerb um die Stelle eines Privatdozenten teil und präsentierte sich als wettbewerbsfähige Arbeit veröffentlichte einen Artikel von ihm über die damals neuen wissenschaftlichen Ansichten auf dem Gebiet der Quantenphänomene: Die Fakultät erkannte die Arbeit als unbefriedigend an, und 14 Jahre später verlieh ihm das Nobelkomitee den Preis für diese Studien. Von den Nazis wegen seines ideologischen Kampfes gegen den Faschismus verfolgt, emigrierte Einstein 1933 in die Vereinigten Staaten, wo er sich mit Problemen der Kosmologie und der Einheitlichen Feldtheorie beschäftigte. 1940 beteiligte er sich an einem Sammelbrief von Physikern an US-Präsident F. Roosevelt über die von Deutschland ausgehende Gefahr für den Planeten Atomwaffen, was den Amerikaner stimulierte Atomtests. Ausländisches korrespondierendes Mitglied der Russischen Akademie der Wissenschaften (1922), ausländisches Ehrenmitglied der Akademie der Wissenschaften der UdSSR (1926). Einer der Initiatoren der Gründung des Staates Israel.
Einsteins Ideen dienten als Grundlage für die Darstellung eines materialistischen Weltbildes, basierend auf der Einheit von Raum und Zeit mit der Materie und ihrer Bewegung. Laut Einstein wurde seine philosophische Anschauung von den Ansichten von Kant, Hume und Mach beeinflusst. Besonderheit eigene Weltanschauung wurde Rationalismus. Einsteins Rationalismus fand seinen Ausdruck in seinen Ansichten über das Ideal der physikalischen Theorie, das er als solches betrachtete Einheitliche Theorie geometrisiertes Feld. Sein ontologischer Rationalismus bestand darin, die Natur streng darzustellen deterministisches System einschließlich Unsicherheit und Zufälligkeit.
Was ist Raum und Zeit in philosophischer Hinsicht?
Platz - eine Daseinsform der Materie (Attribut) mit der Eigenschaft der Ausdehnung aller zeitlich zusammenwirkenden Komponenten. (Eine Komponente kann entweder ein separates Objekt (Körper) oder eine Struktur oder sogar ein System sein, je nachdem funktionaler Ansatz zum Weltraum.)
Zeit. - eine Daseinsform der Materie (Attribut) mit den Eigenschaften der Dauer und Abfolge wechselnder Zustände im Raum.
Alle Eigenschaften von Raum und Zeit sind untrennbar mit materiellen Formationen (Körpern, Objekten, Strukturen, Systemen) verbunden, in denen und zwischen denen bestimmte Bewegungsformen existieren und sich entwickeln. Existieren Allgemeines, und auch Besondere Eigenschaften von Raum und Zeit.
Allgemeine Eigenschaften des Raums:
- - Objektivität;
- - Unendlichkeit;
- - Beziehung zu Zeit und Bewegung;
- - Länge;
- - Einheit von Diskontinuität und Kontinuität: Diskontinuität bezieht sich auf zwei (oder mehrere) interagierende Systeme im Raum; Kontinuität ist absolut, weil der Raum eine Verbindung hat, kann es darin keine Diskretion geben.
Allgemeine Eigenschaften der Zeit:
- - Objektivität;
- - Ewigkeit;
- - Beziehung zu Raum und Bewegung;
- - Abhängigkeit von den strukturellen Eigenschaften von Materialsystemen;
- - die Einheit von Diskontinuität und Kontinuität: Zeit hat keine natürlichen objektiven Brüche, sie ist allumfassend und fließt auch dort, wo sich räumliche Leerstellen bilden können, daher ist ein zusammenhängender Ansatz charakteristisch für alle Prozesse und Phänomene in der Zeit, da sie potentiell und tatsächlich miteinander verbunden sind : die Vergangenheit - die Gegenwart ist die Zukunft.
Besondere Eigenschaften von Raum und Zeit:
- - für den Raum - Dreidimensionalität (Höhe-Breite-Länge), Symmetrie und Asymmetrie, Formen und Größen, Ort, Abstand zwischen Objekten, Verteilung von Materie, Feld und Raumvakuum;
- - für die Zeit - Eindimensionalität, Asymmetrie, Irreversibilität, d. h. die Richtung geht immer von der Vergangenheit in die Zukunft, der Rhythmus von Prozessen, die Geschwindigkeit der Zustandsänderung, Nichtwiederholbarkeit, Dauer.
Hinsichtlich der Unendlichkeit als allgemeine Eigenschaft von Raum und Zeit bedarf es einer Erklärung. Da Materie absolut, unerschaffen und unzerstörbar ist, existiert sie für immer, und Ewigkeit ist die Unendlichkeit der Zeit, unabhängig von ihren Intervallen: von Sekunden bis zu universellen Epochen, und es spielt keine Rolle, für welche bestimmten materiellen Systeme. Daher führen alle Annahmen über die Endlichkeit der Zeit zwangsläufig entweder zu theologischen Hypothesen über die Erschaffung der Welt und der Zeit durch Gott oder zu idealistischen Konzepten des Universums.
Materie ist in ihren raumzeitlichen Seinsformen unendlich. Aus den theoretischen Grundlagen der Astrophysik und Astronomie folgt, dass die Spektrallinien der Galaxien des Universums auf die rote Seite des Spektrums verschoben sind, und diese Verschiebung zeigt ihre gegenseitige Trennung voneinander an. Diese Schlussfolgerung folgt aus der Theorie Urknall". Die Zeit dieses Ereignisses, das das universelle Leben hervorbringt, ist ebenfalls bestimmt - ungefähr 14 Milliarden Jahre. Nachdem ein bestimmter Nebel, der eine materielle Substanz darstellt, aus dem kosmischen Vakuum aufgetaucht war, explodierte er und seine Fragmente begannen sich in einem zu zerstreuen synergistischer Wirbel mit enormer Geschwindigkeit, aus denen sich in der Folge Fragmente zu bilden begannen Sterne, dann Galaxis, die sich durch die Trägheit, die durch eine beträchtliche Explosion verursacht wurde, weiterbewegte und den Raum des Universums erweiterte. Es gibt naturwissenschaftliche Gründe zu der Annahme, dass es sich bei der vorgeschlagenen räumlichen Ausdehnung nicht nur um einen intragalaktischen Prozess handelt, sondern im Universum neben unserer Metagalaxie noch unzählige weitere existieren. Raumfahrtsysteme. Aus philosophischer Sicht ist dieses Urteil eine objektive Tatsache, da es in der materiellen Welt, in ihren unendlichen Raum-Zeit-Formen, eine Vielzahl von strukturellen Formationen der Materie mit mehrdimensionalen Elementen gibt, einschließlich soziale Organisation. Aber die klassische Frage für das Universum und die Erde bleibt – wie wird der natürliche materielle Prozess in Zeit und Raum weitergehen?
Es gibt mehrere Optionen:
- - Der Erste- die Bewegung, die durch den "Urknall" ausgelöst wurde, wird auf unbestimmte Zeit fortgesetzt;
- - zweite- Die Bewegung, die im Moment des "Urknalls" begonnen hat, wird unser Universum ins Unendliche ausdehnen, dann wird es eine Verlangsamung und einen Stopp geben. Aber die Energie der Materie (vielleicht die Energie des kosmischen Vakuums als eine Art Materie) reicht nicht mehr für die Kompression aus und das Universum wird „einfrieren“ – es werden nur noch intrauniverselle Prozesse stattfinden; - dritte- Die Geschwindigkeit der Galaxien verlangsamt sich allmählich bis zu einem vollständigen Stillstand, und dann bewegen sie sich zurück zum Punkt ihres ursprünglichen "Pop", wo sie verschwinden, sich im kosmischen Vakuum auflösen und mit ihnen soziale Materie sein wird auf jenen Planeten, auf denen es existierte, in Abiotika umgewandelt. Die nächste Stufe in der Entwicklung der Materie ist eine neue Universelle Explosion. Um diese Optionen zu klären, werden wir eine Klarstellung vornehmen: am Ende des 20. Jahrhunderts. Wissenschaftler aus mehreren Ländern führten im Rahmen des Programms "Beobachtung extragalaktischer Strahlung aus einem Ballon und Erforschung des Erdmagnetismus" ein gemeinsames Experiment durch. Schlussfolgerungen wissenschaftliche Expedition stellte sich als einzigartig heraus: Unser Universum ist so angeordnet, dass kinetische Energie seine Erweiterungen und potenzielle Energie Die darin enthaltenen Substanzen sind ausgewogen. Dies bedeutet, dass es flach ist und nach der Geometrie von Euklid (3. Jahrhundert v. Chr.) Gebaut wurde und nicht von B. Riemann (1826-1866) und N. Lobachevsky (1792-1856). Drei sehr eigentümliche geometrisch begründete Gesichtspunkte mathematischer Denker sagten nicht nur die mögliche Form des Universums voraus, sie bestimmten sein Schicksal in Zeit und Raum. Experimentelle Wissenschaftler kamen zu dem Schluss, dass unser Universum, wenn es nach B. Riemann wie eine Kugel aufgebaut ist, sich ausdehnen und den maximalen Krümmungsradius erreichen sollte, dann zu schrumpfen beginnt und schließlich zusammenbricht. Nach der Geometrie von N. Lobachevsky (Ellipse, krummlinige Bewegung) wird sich das Universum unendlich ausdehnen und nach unendlicher Zeit eine bestimmte Geschwindigkeit beibehalten. Nach der Geometrie von Euklid muss sich das Universum auch unendlich ausdehnen, aber die Expansionsrate wird sicherlich sinken, bis sie gleich Null wird. Dann wird sich das Universum bis ins Unendliche ausdehnen. Die Hauptsache hier ist, dass die Expansion des Universums niemals durch Kontraktion ersetzt wird, dafür hat es einfach nicht genug Materie. Es wird sich in der Ewigkeit entwickeln. Das ist heute die naturwissenschaftliche und philosophische Antwort auf das Problem der Existenz des Universums und der Existenz des Menschen darin.
Euklid(III Jahrhundert v. Chr.), altgriechischer Mathematiker. Arbeitete in Alexandria. Das Hauptwerk „Anfang“ (15 Bücher), enthält die Grundlagen Antike Mathematik- in der Ebene, elementare Geometrie, Zahlentheorie, allgemeine Beziehungstheorie und die Methode zur Bestimmung von Flächen und Volumen, die Elemente der Grenzentheorie enthielt.
Nikolaj Iwanowitsch Lobatschewski(1792-1856), russischer Mathematiker, Begründer der nichteuklidischen Geometrie, Arbeiten zur Algebra, mathematische Analyse, Wahrscheinlichkeitstheorie, Mechanik, Physik und Astronomie. Wurde geboren 20. November (1. Dezember) 1792 ein Nischni Nowgorod. Studium an der Kasaner Universität. 1811 promovierte er, 1814 wurde er außerordentlicher, 1816 außerordentlicher, 1822 ordentlicher Professor. Er leitete die Universitätsbibliothek, war Kurator des Museums, von 1827 bis 1846 war er Rektor der Kasaner Universität. Seine mathematische Entdeckung, der beweist, dass es mehr als eine "wahre" Geometrie gibt (1826), hat keine wissenschaftliche Anerkennung gefunden. Im Jahr 1832, während der Diskussion an der St. Petersburger Akademie der Wissenschaften über die Idee des "Imaginären" (der Begriff von N. Lobachevsky; das Konzept der "nicht-euklidischen Geometrie" wurde später vom deutschen Mathematiker in den wissenschaftlichen Verkehr eingeführt K. Gauss) Geometrie sprachen sich maßgebliche Mathematiker dagegen aus, da sie der Aufmerksamkeit der Mitglieder der Akademie N. Ostrogradsky und V. Bunyakovsky nicht würdig waren; Die scharfe Kritik an Lobachevskys Entdeckung setzte sich in der replizierten Zeitschrift von F. Bulgarin fort und endete 1846 mit seiner Entlassung aus dem Amt des Rektors der Universität, der Entlassung aus dem Amt des Professors und anderen Universitätspositionen (aufgrund einer Kombination von Umständen). Erst in der 2. Hälfte 19. Jahrhundert Die Entdeckung von N. Lobachevsky wurde von der wissenschaftlichen Gemeinschaft gebührend gewürdigt, was es ermöglichte, die vorhandenen mehr als 2 umzudrehen tausend Jahre Euklids Lehre von der Natur des Raumes. 1993 wurde die N.I. Lobatschewski. Name N.I. Lobatschewski wurde der Staatlichen Universität Nischni Nowgorod zugeteilt.
Riemann Bernhard(1826-1866), deutscher Mathematiker, legte den Grundstein für die geometrische Richtung in der Theorie der analytischen Funktionen. Er betrachtete Geometrie als die Lehre von kontinuierlichen Sammlungen beliebiger homogener Objekte (Mannigfaltigkeiten). Er führte die sogenannten Riemannschen Räume ein und entwickelte ihre Theorie: auf einem Kreis - Riemannsche Geometrie. Er stellte eine Reihe grundlegender Ideen der Typologie vor. bekannt eigene Arbeitüber algebraische Funktionen, analytische Theorie der Differentialgleichungen, Verteilung von Primzahlen, trigonometrische Reihe und integrale Theorie. Die Riemannsche Geometrie (1854) untersucht Eigenschaften Mehrdimensionale Räume, in kleinen Bereichen, für die die euklidische Geometrie gilt.
Wir stellen auch fest, dass die Untersuchung von räumlich-zeitlichen Eigenschaften menschliches Wesen, sowie ihre natürlichen Faktoren - das ist nicht nur das Vorrecht der Philosophie, es wird von vielen Wissenschaften und angewandten Disziplinen durchgeführt. Eine andere Frage ist, dass die Philosophie in Fragen der raumzeitlichen Existenz Antworten auf universelle menschliche und natürliche Probleme liefert, während sich die Privatwissenschaften auf die Beschreibung und Analyse von Fachproblemen konzentrieren. Schauen wir uns einige davon an:
- - Geschichte - Die historische Zeit ist mit der physikalischen Zeit nicht zu vergleichen, da sie ihre eigene Struktur hat, in der die Subjekte der Geschichte Zeit und Raum beherrschen, Ereignisse organisieren und gleichzeitig erfahren. historische Zeit berechnet in Generationen, Jahrhunderten, Epochen. Seine besondere Eigenschaft besteht darin, dass bestimmte gesellschaftliche Ereignisse, die im Gedächtnis von Generationen geblieben sind und eine bedeutende Rolle gespielt haben, als Ausgangspunkt genommen werden. Interessant ist die Theorie der historischen Zeitkompression mit räumlicher Dynamik und die Ergebnisse ihres Durchgangs für die Menschheit: Antike Zeiten umfassten fünf Jahrtausende (Verwaltung einer primitiven Wirtschaft); Das Mittelalter „passt“ schon in tausend Jahre (die Entwicklung des Handwerks); Die neue Zeit dauerte nur 300 Jahre (ein Sprung in den Naturwissenschaften, die Entstehung der Produktion); Neueste Zeit innerhalb von hundert Jahren, und es passierten viele Ereignisse (das Aufkommen von Supertechnologien, starke soziale Dynamiken). Heute wird die Geschichte buchstäblich vor unseren Augen geschaffen, viele Menschen haben einfach keine Zeit, sich an die sich schnell ändernden Lebensbedingungen anzupassen. Ganze Generationen von Menschen verstehen sich daher nicht, da sie im Wesentlichen in unterschiedlichen, von ihnen auf unterschiedliche Weise adaptierten historischen Zeitabschnitten lebten und leben;
- - Politikwissenschaft - politische Zeit. Es ist ein einzigartiges soziales Phänomen sowohl in seiner physischen als auch in seiner realen Machtmanifestation. In ihrer formalen Manifestation ist die politische Zeit eine spezifische Existenz von Völkern, Nationen, Ländern, Staaten, Commonwealths, Gewerkschaften, wo politische Herrschaft ausgeübt wird, politische Regime agieren, bürgerliche Freiheiten verwirklicht werden, wo die politischen und rechtlichen Mechanismen der institutionellen Regulierung durchlaufen wurden eine lange Anpassung. Politik, die Einstellungen zur Macht widerspiegelt, wird zur Realität, wenn sie soziale Bedürfnisse befriedigt;
- - Soziologie - gesellige Zeit. Im sozialen Bereich sehen wir eine Beschleunigung des Tempos menschliche Entwicklung, die durch soziale Phänomene verursachte Sozialisationsrate, und daher passt jetzt alles in dieselbe Einheit der tatsächlichen Zeit große Menge soziale Phänomene: in der Familie, im Arbeitskreis, im Berufsteam, in staatliche Struktur. Eine andere Frage ist, wann wir ein gesellschaftliches Phänomen aus gesellschaftlicher Sicht (institutionell, dann zählt der Zeitablauf dazu) und aus bewerten persönlicher Punkt Vision, wenn eine Person, ein Individuum seine persönlichen Probleme löst (hier ist der Ablauf von Zeitprozessen anders - personifiziert);
- - Biologie - biologische Zeit. Lebende Strukturen haben besondere Eigenschaften von Raum und Zeit. Biologische Zeit ist die Lebenszeit von Organismen vom Protein bis zum Primaten, also bis zum Menschen. Die biologische Zeit ist die Zeit, in der der Stoffwechsel in einem lebenden Organismus stattfindet und zu seinen lebenswichtigen Funktionen beiträgt. Die Lebensdauer eines Organismus zu verlängern oder zu verkürzen ist eine mehrdimensionale Aufgabe. Für den Menschen und die Biowelt ist es global. Sowohl Menschen als auch Tiere sind ständig mit dem Problem einer möglichen Verkürzung ihrer Funktionszeit konfrontiert - eine Umweltbedrohung. Der technogene Prozess hat die gesamte Zivilisation umfasst, dies hat sowohl technische Pluspunkte als auch soziale Minuspunkte, die wir jetzt nicht analysieren werden. Wir werden nur eine Tatsache für den menschlichen Körper feststellen - die Krümmung des natürlichen Zeitflusses beim Übergang vom "Sommer" zum Betriebsmodus „Winter“ und zurück. Im Zuge einer solch heftigen Zeitverschiebung leiden wirklich viele Menschen, insbesondere Kranke und Alte, die vom Staat, der die biologische Zeit nicht wahrnimmt, niemals verstanden und unterstützt werden, und dies ist bereits die Ebene der sozialen Zeit die Verbindung mit der politischen Zeit;
- - Psychologie - psychologische Zeit. Es ist mit den individuellen emotionalen Erfahrungen einer Person verbunden. Spannung dehnt sozusagen die Zeit aus, Lust und Freude sind eher flüchtig, sie „verdichten“ die Zeit. Eine Person, die auf die eine oder andere Weise handelt, handelt auf zwei Arten, sowohl rational als auch emotional. Sein eigenes Ego verbindet sich mit dem Unterbewusstsein Es und unter dem Einfluss der Öffentlichkeit Super-Ich, einen normativen Charakter hat, konstituiert ein Individuum psychologischer Typ Das Verhalten, also die Handlungsmotivation unter Berücksichtigung der psychologischen Zeit, kann sehr unterschiedlich sein.
