Тема: Эволюция представлений о пространстве и времени
1. Понимание пространства и времени как некоторых субстанций, обладающих самостоятельным существованием и не связанных с материальными телами, характерно для …
=механической научной картины мира
натурфилософской картины мира Аристотеля
современной научной картины мира
специальной теории относительности Эйнштейна
Решение:
Аристотель считал, что пространство и время сами по себе не существуют, а являются лишь характеристиками взаимного положения материальных тел и мерой их движения. В механической научной картине мира господствовало субстанциальное понимание пространства и времени, основанное на введенных И. Ньютоном понятиях Абсолютного пространства и Абсолютного времени – бесконечных, однородных, находящихся вне материальных тел и не зависящих от них.
В начале XX века А. Эйнштейн разрабатывает специальную теорию относительности, в которой пространство и время рассматриваются исключительно как система отношений между материальными телами (реляционный подход). Отсюда вытекает относительность одновременности, пространственных и временных промежутков, их зависимость от того, как движется наблюдатель.
Дальнейшее углубление научных представлений о пространстве-времени связано с развитием общей теории относительности, которая сочетает элементы реляционного и субстанциального подходов.
2. Опыт Майкельсона–Морли по измерению скорости света относительно движущегося наблюдателя, проведенный многократно в конце XIX века, показал …
= неприменимость классического закона сложения скоростей при больших скоростях
справедливость классических (ньютоновских) представлений о пространстве и времени
неприменимость классического закона сложения скоростей при любых скоростях движения
полное соответствие концепции мирового эфира реальности нашего мира
Решение:
Опыт Майкельсона–Морли имел целью проверить концепцию мирового эфира как среды распространения электромагнитных волн. Ожидаемые результаты опытов основывались на представлении, что скорость движения световой волны относительно эфира и скорость движения наблюдателя относительно эфира складываются по классическому закону сложения скоростей, который напрямую следует из классических (ньютоновских) представлений о пространстве и времени. Однако, несмотря на все усилия, А. Майкельсону и Морли ожидаемых результатов получить не удалось, что было интерпретировано как свидетельство несостоятельности концепции мирового эфира и неприменимости классического закона сложения скоростей при больших скоростях движения.
3. Понимание пространства и времени как всего лишь системы отношений между материальными телами характерно для …
=натурфилософской картины мира Аристотеля
учений древнегреческих атомистов
механической картины мира
современной научной картины мира
Решение:
Атомисты учили, что два необходимых и независимых начала мироздания – это атомы, из которых все состоит, и пустота, в которой они находятся и движутся. Таким образом, у атомистов пустое пространство существует в том же смысле, что и атомы. Аристотель, не разделявший атомистического мировоззрения, считал, что пространство и время сами по себе не существуют, а являются лишь характеристиками взаимного положения материальных тел и мерой их движения.
В механической научной картине мира господствовало субстанциальное понимание пространства и времени, основанное на введенных И. Ньютоном понятиях Абсолютного пространства и Абсолютного времени, находящихся вне материальных тел и не зависящих от них.
В специальной теории относительности А. Эйнштейна пространство и время рассматриваются как система отношений между материальными телами (реляционный подход). Однако в общей теории относительности того же А. Эйнштейна пространство-время приобретает некоторые черты материальности: отклонение его геометрии от евклидовой физически неотличимо от гравитационного поля и воздействует на движение материальных тел. Поэтому современное научное понимание пространства и времени сочетает элементы субстанциального и реляционного подходов.
4. Представление о бесконечности пространства и времени, отсутствии у них пределов, границ, начала и конца свойственно …
= механической научной картине мира
натурфилософской картине мира Аристотеля
религиозным представлениям, основанным на Библии
современной научной картине мира
Решение:
Представления о конечности или бесконечности пространства и времени тесно связаны с космологическими представлениями об общем устройстве и происхождении Вселенной. Например, Аристотель представлял себе Вселенную как шар, в котором заключена движущаяся материя. За границами этого шара, согласно Аристотелю, пространства и времени нет. Согласно другим древним представлениям, зафиксированным в Библии, время имело начало (сотворение мира) и будет иметь конец (конец света), то есть является ограниченным, конечным.
И. Ньютон, основоположник механической научной картины мира, определил пространство и время как бесконечные однородные протяженность и длительность соответственно. Этот подход преобладал вплоть до начала развития научной космологии в XX веке, согласно которой, по крайней мере, время имело начало – так называемую сингулярность, которая рассматривается как момент возникновения нашей Вселенной.
5. Отличие популярного в XIX веке понятия мирового эфира от ньютоновского понятия Абсолютного пространства состояло в том, что эфир предполагался …
= взаимодействующим с материальными телами
однородным
изотропным
имеющим дискретную (корпускулярную) структуру
Решение:
Введенные И. Ньютоном Абсолютное пространство и Абсолютное время по определению были никак не связаны с материальными телами. При этом оставалось непонятным, как тогда материальный исследователь может получить о них хоть какую-то эмпирическую информацию. Частично этот вопрос был решен с появлением в электромагнитной научной картине мира концепции мирового эфира – гипотетической всепроникающей среды, колебания которой представляют собой свет. Считалось, что мировой эфир представляет собой материальное воплощение Абсолютного пространства, однородного, изотропного и в целом неподвижного. Однако, как материальная среда, эфир должен был взаимодействовать с телами. В частности, результаты экспериментов по оптике движущихся сред интерпретировались как доказательство того, что тела, движущиеся сквозь эфир, частично увлекают его за собой. Высчитывался даже «коэффициент увлечения», показывавший, какую долю скорости движущегося тела якобы приобретает эфир внутри него.