Владимир Соломатин - Система гуманитарного и социально-экономического знания

Рис. 1а

Рис. 1б

Рис .1в

Другим важным следствием общей теории относительности является следующее предсказание: лучи света, проходящие вблизи Солнца, обязаны искривляться. Опыты, проведенные во время солнечных затмений в 1919 и 1922 годах, показали полное совпадение с выводами общей теории относительности.

Эффекты общей теории относительности в Солнечной системе малы из-за относительно слабого гравитационного поля Солнца, что ограничивает рамки возможных экспериментов. Общая теория относительности получила, таким образом, экспериментальное подтверждение лишь для слабого гравитационного поля, на что и указывают скептики.

Итак, согласно ОТО, все системы отсчета являются равноценными для описания законов природы, а пространственно-временные свойства окружающего мира зависят от расположения и движения тяготеющих масс. Эйнштейн показал, что движение в поле тяготения вызывается не действием особых гравитационных сил, приложенных к движущимся телам, а представляет движение по инерции, но в неевклидовом пространстве. В ОТО не только пространство и время по отдельности, но и пространственно-временнóй континуум лишаются абсолютности.

В дополнение к реляционной концепции сформулируем основные свойства пространства и времени:

• пространство и время объективны, т. е. существуют независимо от сознания людей и их познания, они связаны с материей как формы координации материальных объектов;

• они являются универсальными, всеобщими формами бытия материи, отсюда ничто не может существовать вне времени и пространства;

• пространство трехмерно, т. е. положение любого объекта может быть определено с помощью трех независимых величин (координат); в прямоугольной декартовой системе координат – это X, У, Z (длина, ширина и высота), в сферической системе координат – это будут радиус-вектор r и углы a и β, в цилиндрической системе – высота Z , радиус-вектор r и угол φ; наряду с трехмерным пространством в науке используется и понятие многомерного (n-мерного) пространства; реальное пространство трехмерно, а понятие n-мерного пространства – пример математического обобщения, математической абстракции;

• необратимость времени и его одномерность. Одномерность времени означает, что для фиксации положения объекта во времени достаточно одной величины – промежутка времени t, протекшего от начала отсчета (t=0). Время необратимо течет от прошлого через настоящее в будущее. В нашей литературе наиболее распространена точка зрения, согласно которой необратимость времени выводится из причинности, так как причина всегда предшествует следствию. Хотя некоторые авторы не согласны с такой трактовкой, утверждая, что речь должна идти не о дедукции одной категории из другой, а о том, находит ли необратимость времени выражение в фундаментальных естественнонаучных законах; так, в макроскопических процессах данная необратимость находит свое выражение в законе возрастания энтропии (для микромира также характерна физическая неэквивалентность двух направлений времени, связанная с процессом взаимодействия квантового объекта с классическим объектом);

• однородность времени, а также однородность и изотропность пространства; однородность пространства означает равноправие всех его точек; изотропность – равноправие всех возможных направлений; однородность времени проявляется в равноправии всех его моментов. Перечисленные свойства связаны с фундаментальными законами физики – законами сохранения: симметрии относительно сдвига времени (т. е. однородности времени) соответствует закон сохранения энергии; симметрии относительно пространственного сдвига (т. е. однородности пространства) – закон сохранения импульса; симметрии относительно поворота координатных осей (т. е. изотропности пространства) – закон сохранения момента импульса (углового момента). Данные свойства пространства и времени лежат и в основе галилеевского принципа относительности, и в основе специальной теории относительности.

В современной науке используются понятия биологического, психологического и социального пространства и времени (например, особенности пространственно-временных параметров органического мира характеризуют биологическое пространство и время, психологическое связано с особенностями психологического восприятия пространства и времени, а социальное описывает особенности хронотопа социальных явлений и процессов).

Всякий закон природы выражает связь, которая характеризуется следующими признаками сущностного отношения: всеобщностью, необходимостью, повторяемостью, устойчивостью. Глубинную основу законы имеют в отношениях объективной детерминации, существующей между явлениями. Многообразие видов детерминации (причинной обусловленности) ведет и к многообразию законов природы. Разная структура отношений детерминации позволяет выделять динамические и статистические (вероятностно-статистические) законы.

Динамические законы – законы, управляющие поведением индивидуального объекта и позволяющие установить однозначную связь его состояний. Это – форма причинной связи, а также связи состояний, при которой данное состояние системы однозначно определяет все ее последующие состояния, в силу чего знание изначальных условий дает возможность точно предсказать дальнейшее развитие системы. Таковы, к примеру, законы классической механики. Основная цель механики – описание движения тел в пространстве под действием приложенных к ним сил. Поэтому главная задача – рассчитать траекторию движущегося тела, т. е. для любого момента времени указать значение координат и скорости этого тела. Координаты и скорость частицы носят название динамических переменных. Они определяют состояние частицы.

Согласно второму закону Ньютона, по данному начальному состоянию можно вычислить любое последующее состояние, если известен характер силы, действующей на частицу.

В теории электромагнитного поля меняются динамические переменные, описывающие состояния системы, но остается жестко однозначный характер связи начального состояния с последующими. Место координат и импульсов занимают компоненты векторов электрической и магнитной напряженности поля, а законы механики заменяются уравнениями Максвелла, позволяющими по состоянию поля в данной точке и в данный момент времени точно рассчитать его состояние в другой точке в последующий момент.