Поиск

Полнотекстовый поиск:
Где искать:
везде
только в названии
только в тексте
Выводить:
описание
слова в тексте
только заголовок

Рекомендуем ознакомиться

'Документ'
Определитель составлен по материалам книги Е. А. Веселова "Определитель пресноводных рыб фауны СССР" Москва, "Просвещение", 1977 ...полностью>>
'Документ'
С появлением современных технологий хранения данных для массы пользователей средства резервного копирования данных отодвинулись на второй план. Понятн...полностью>>
'Анализ'
итогов социально-экономического развития за истекший период текущего финансового года и ожидаемых итогов социально-экономического развития за текущий ...полностью>>
'Биография'
Вы держите в руках книгу, написанную врачом-вертеброневрологом Андреем Викторовичем Долженковым. Человек богатой души, большого таланта, трудоголик и ...полностью>>

Переход от явления к сущности

Главная > Реферат
Сохрани ссылку в одной из сетей:

Пространство, время и парадокс Эренфеста

Корнева М.В., Кулигин В.А., Кулигина Г.А.

Аннотация

Показана связь между философскими категориями «условие – явление – закономерность - сущность». Установлены признаки, отличающие сущность от явлений. Проанализирована сущность теории относительности. Показано, что исходное выражение для скорости относительного движения инерциальных систем отсчета в теории относительности выбрано ошибочно. Исправление этой ошибки: возвращение к классическим представлениям о пространстве и времени, введение действительной (истинной) относительной скорости движения инерциальных систем отсчета и т.д. устраняет парадоксы специальной теории относительности. Новый подход позволяет дать правильное объяснение парадоксу Эренфеста и объяснить особенности работы циклических ускорителей.

Введение

В БСЭ дано следующее определение философских категорий «явление и сущность»:

«СУЩНОСТЬ И ЯВЛЕНИЕ, философские категории, отражающие всеобщие формы предметного мира и его познание человеком. Сущность это внутр. содержание предмета, выражающееся в единстве всех многообразных и противоречивых форм его бытия; явление – то или иное обнаружение (выражение) предмета, внешние формы его существования» [1]. Это определение не устарело. Мы проведем анализ СТО, опираясь на связь этих понятий.

  1. Переход от явления к сущности

Напомним основные положения, связывающие явление и сущность, изложенные в [2]. Рассмотрим сферический предмет, вплавленный в стеклянную пластину. При наблюдении нам будет казаться, что шарик имеет не сферическую, а форму сплюснутого эллипсоида вращения. Величина кажущегося «сжатия» шарика зависит от угла, под которым мы его наблюдаем. Это и есть явление.

Изменяя угол наблюдения, мы будем видеть различную величину «сжатия» шарика. Угол наблюдения и коэффициент преломления стекла это условия, при фиксации которых мы будем наблюдать объективное явление. Каждому условию соответствует свое объективное явление, которое в чем-то будет отличаться от других явлений, соответствующих другим условиям. Изменяется условие – изменяется явление, но сам объект не испытывает никаких изменений. Зависимость характеристик явления от условия называется закономерностью.

С позиции теории познания любое явление из заданной совокупности пред­ставляет собой сочетание особенного (характерного только для данного явления и от­личающего данное явление от остальных явлений) и общего (т.е. того, что остается неизменным, инвариантным для всех явлений, принадле­жащих взятому классу условий).

Очевидно, что по одному явлению познать сущность не представляется возможным. Сущность познается по совокупности явлений, принадлежащих заданному классу условий, т.е. по закономерности.

Явление можно наблюдать, измерять фотографировать. В этом смысле выраже­ния: "нам будет казаться", "мы будем измерять", "мы будем фото­графировать" и т.п. будут равнозначными в том смысле, что принадлежат процессу регистрации явления. В слове "кажется" нет никакой иллюзии, мистики, а есть отношение к сущности. Однако и сущность, как инвариант­ное представление, может быть охарактеризована некото­рыми инвариант­ными параметрами. Эти характеристики есть инвари­антны­е проявления сущности. В рассмотренном выше примере одним из инвариантных проявлений сущности (характеристик сущности) служит сферическая форма вплавленного в стекло шарика.

Познание сущности только по одной закономерности открывает одну из граней сущности. Это «срез» сущности или сущность первого порядка. Для более полного познания сущности необходимо иметь не одну, а много различных закономерностей.

Познание сущности идет от явлений, путем отсечения второстепенно­го, особен­ного, к выделению того общего, что остается неизменным (инвариантным) для всех явлений дан­ной совокупности. Это общее для всех явлений выступает в качестве определенных количественных и качественных характеристик (инвариантные проявления сущности). Сущность как общее для всех явле­ний отражает глубинные связи и отношения. Процесс поиска сущности отталкивается от этих инвариантных характеристик к формулировке сущности (гипотеза, модель и т.д.). Этот процесс сложен и пока не создано каких-либо рецептов для прямого перехода от явлений к сущ­ности. Схематически путь от закономерности к сущности можно проиллюстрировать следующей схемой:

ЗАКОНОМЕРНОСТЬ:

Класс условий: Условие 1. Условие 2. Условие 3. … Условие N.

Совокупность явлений: Явление 1. Явление 2. Явление 3. … Явление N.

Отсечение особенного, выявление общего для всех явлений

(поиск инвариантов и симметрий)

Формулировка сущности

Этот процесс предусматривает выделение инвариантных характери­стик (инва­риантных проявлений сущности), на базе которых идет процесс осмысления и форму­лировки сущности. Из проведенного анализа вытекает, что поиск симметрий и инвари­антов в физике имеет под собой глубокое ос­нование. Инварианты и симметрии в физи­ческих теориях выступают как инвариантные проявления сущности. Опираясь на них, следует отыскивать сущность явлений.

Например, уравнение для идеального газа имеет вид: PV/T = const (произведение давления газа на его объем, деленное на его абсолютную температуру неизменно). Мы можем исследовать ряд закономерностей: адиабатный процесс, изобарический процесс, политропный процесс и т.д. Опираясь на эти закономерности можно сформулировать сущность этого закона следующим образом:

«Величина PV/T сохраняется неизменной, если:

  • если в объеме число молекул газа сохраняется неизменным,

  • молекулы представляют собой материальные точки, имеющие массу,

  • молекулы движутся хаотически, сталкиваются и не взаимодействуют между собой на расстоянии».

    Эти положения определяют модель идеального газа, которая лежит в основе этих процессов.

Процесс познания бесконечен и позволяет далее переходить к более полному пониманию сути явлений, т.е. к сущностям более высокого порядка. Более «полное понимание» опирается на блок закономерностей, а потому связано с переходом к более точной объективной модели описания явлений.

Приведенные выше рассуждения, как говорилось, не позволяют дать универсальный метод перехода от явлений к сущности. Этот переход опирается на интуицию, на поиск модели и выдвижение гипотезы. Поэтому переход от явлений к сущности является творческим и не всегда однозначным. Он зависит от правильного, глубокого понимания закономерностей и от мировоззренческих позиций ученого.

Приведенный анализ дает возможность сформулировать весьма полезное правило, которое позволяет отделить явление и его характеристики от сущности и ее инвариантных проявлений:

ЯВЛЕНИЕ ЗАВИСИТ ОТ УСЛОВИЙ ЕГО НАБЛЮДЕНИЯ

СУЩНОСТЬ ОТ ЭТИХ УСЛОВИЙ НЕ ЗАВИСИТ.

Конечно, проблема связи условия, явления, закономерности и сущности этим одним прави­лом не ис­черпывается. Условия могут быть различными: существенными и несущественными. Сущность в полном объеме (как абсолютную истину) познать невозможно, даже если мы имеем несколько закономерностей. Поэтому говорят о "сре­зах" сущности, о сущностях первого, вто­рого и других порядков.

  1. Явления и условия. Закономерность

Человек регистрирует явление с помощью своих органов чувств. Измерительные приборы существенно расширяют человеческие возможности. По этой причине они входят в арсенал регистрации явлений и измерения количественных характеристик исследуемых явлений. Мы обозначили здесь хорошо известное, чтобы подчеркнуть следующую мысль. Регистрация явления невозможна без обязательного существования реального или идеального наблюдателя, который описывает явление и измеряет его характеристики. Роль наблюдателя может выполнять, например, измерительный прибор.

В естественных науках явления исследуются с помощью экспериментов (реальных или идеальных = мысленных). Экспериментатор всегда имеет возможность менять условия эксперимента. В результате он имеет набор явлений, опираясь на который он пытается осмыслить сущность исследуемых явлений.

Каждому фиксированному условию эксперимента отвечает свое явление. Оно в чем- то (количественно и качественно) отличается от явлений с другими условиями. Варьируя, например, одно из условий, исследователь получает количественную (или качественную) зависимость некоторых характеристик явления от условия (закономерность). Закономерность отражает причинно следственные отношения между условиями наблюдения явлений и характеристиками этих явлений.

Пример. Закон Бойля-Мариотта имеет следующую формулировку: «при неизменной температуре произведение давления на объем газа в замкнутом объеме постоянно, т.е. произведение PV есть величина постоянная». Если в качестве характеристики условия мы выберем величину объема V (причина), то характеристикой явления (следствие) будет служить давление P (следствие). Зависимость давления от объема определяет физическую закономерность поведения идеального газа. Но закономерность еще не является сущностью совокупности явлений.

Как мы уже говорили, наблюдатель является обязательным атрибутом регистрации явлений. Сами явления по отношению к наблюдателю можно разбить на два разных вида по их причинной обусловленности:

  1. Наблюдения явлений, связанные с исследованием и регистрацией характеристик взаимодействия материальных объектов (динамический вид).

  2. Наблюдения явлений, связанные с переходом наблюдателя из одной системы отсчета в другую: например, в новую инерциальную систему отсчета, либо в линейно ускоренную, либо во вращающуюся и т.д. Последний вид наблюдений определяет кинематический вид регистрации и описания явлений.

Причина подобного разделения следующая. Взаимодействие есть процесс (но не явление!), протекающий в данной точке пространства в фиксированный интервал времени. Взаимодействие объективно. Оно не зависит от того, сколько наблюдателей исследуют процесс взаимодействия, и какие системы отсчета они себе выбрали.

Например, в Праздничный вечер множество горожан могут наблюдать салют. Они могут располагаться на разных расстояниях от места проведения салюта и рассматривать это явление с разных точек (например, из окон зданий). Но сам процесс горения ракет никак не зависит от того, где они находятся в данный момент и какое место для наблюдения они выбрали. Именно по этой причине описание взаимодействия (горения пороха) должно носить инвариантный характер, независимый от числа и положения наблюдателей. Такое описание взаимодействия (динамический подход к описанию) имеет сущностный характер и описывает одну из сторон сущности взаимодействия. Динамическое описание не зависит от выбора системы отсчета наблюдателем.

Вновь вернемся к рассмотренному примеру. Хотя процесс взаимодействия (полет и горение ракет) носит объективный характер, каждый наблюдатель будет видеть свое объективное явление. Это «другая сторона медали». Восприятие явления будет зависеть от того, наблюдает ли он этот процесс вблизи или в отдалении, наблюдает ли он процесс с самолета, поезда или движущегося автомобиля. Переход наблюдателя из одной точки наблюдения в другую не влияет на сам процесс, но при переходе наблюдаемое явление для него изменится и станет уже несколько иным (кинематический подход).

Здесь наблюдатель (или наблюдатели) может сделать шаг от совокупности результатов наблюдений явления к сущности наблюдаемых явлений, т.е. от совокупности наблюдаемых характеристик явлений к описанию взаимодействия, как одной из характеристик сущности.

Мы хотим обратить внимание на важный факт:

При наблюдении материального объекта или процесса взаимодействия положение наблюдателя и выбор им системы отсчета не влияет ни на исследуемый материальный объект, ни на процесс взаимодействия.

(вывод №1)

Само собой разумеется, что наблюдатель сам не воздействует на материальный объект и не влияет на процесс взаимодействия.

Теперь обратимся к специальной теории относительности. В рамках этой теории существует явление именуемое «замедлением времени». Неподвижному наблюдателю будет казаться, что часы движущегося наблюдателя отстают от его часов. Это объективное явление. Зависимость замедления наблюдаемого хода часов (явление) движущегося наблюдателя от относительной скорости инерциальных систем отсчета (условие) есть физическая закономерность. Вербально эту закономерность можно описать следующим образом:

«Наблюдаемое изменение темпа времени в движущейся системе отсчета есть объективное явление, которое проявляется тем сильнее, чем больше относительная скорость инерциальных систем отсчета».

(вывод №2)

Явление «замедления времени» имеет кинематический характер. Часы движущегося наблюдателя не претерпевают никаких изменений, поскольку неподвижный наблюдатель не имеет возможности воздействовать на них. Интервал времени, фиксируемый неподвижным наблюдателем, претерпевает изменения кинематического характера из-за относительного движения (эффект Доплера). Многие физики осознают этот факт (хотя и не до конца), квалифицируя «замедление времени», как квадратичный (или «поперечный») эффект Доплера. Единственное заключение, которое следует из выводов №1 и №2, следующее: темп времени в движущейся системе при переходе наблюдателя из одной инерциальной системы в другую не меняется. Следовательно, во всех инерциальных системах отсчета время будет единым [3]. Меняется лишь наблюдаемый темп времени (явление).

Сейчас широко распространены другие суждения: «пространство и время не существуют независимо; они связаны в единый 4-мерный мир»; «сущность времени в теории относительности заключена в его зависимости от скорости относительного движения инерциальных систем отсчета» и т.п. высказывания.

В данном случае закономерность (зависимость наблюдаемого темпа времени от относительной скорости) истолковывается как «сущность» («как слышым, так и пишим!»). Карл Маркс писал: «… если бы форма проявления и сущность вещей непосредственно совпадали, то всякая наука была бы излишняя …» [4].

Заметим, что люди интуитивно понимают это. Например, находясь перед кривым зеркалом, человек никогда не принимает свое отражение (явление) за действительное, неискаженное (сущность). В теории относительности все иначе вопреки здравому смыслу.

Ошибка в интерпретации сущности времени имеет гносеологический характер. Суть ее в том, что явление (или закономерность) интерпретируется как сущность. Иными словами, сущность в данном случае подменяется явлением. Подобная гносеологическая ошибка порождает негативные следствия при объяснении физических явлений и приводит к, так называемым, «парадоксам», т.е. логическим противоречиям.

Если эту ошибку исключить, то можно утверждать следующее: «время во всех инерциальных системах отсчета едино и не зависит от выбора наблюдателем системы отсчета». Тем самым отпадает проблема «синхронизации часов» и проблема «одновременности событий». Эти проблемы являются результатом некорректности интерпретации преобразования Лоренца, в рамках теории относительности.

То же самое можно сказать и о «сжатии пространства». Никакого реального «сжатия» не существует. Пространство является евклидовым и общим для всех инерциальных систем отсчета [3]. Наблюдаемое «сжатие» масштаба (явление, но не сущность!) связано с искажением фронта световой волны воспринимаемого наблюдателем, движущимся относительно источника информации [3].

  1. Способы отображения

Явление связано с отображением характеристик реального процесса или характеристик материального объекта в систему отсчета наблюдателя. В физике в основном используются два вида отображений.

  1. Классическое отображение. Со школьной скамьи, решая физические задачи механики, мы привыкли к тому, что положение тела в пространстве в данный момент времени отображается объективно (без каких либо искажений или запаздываний). Такое отображение опирается по своей сути на мгновенную передачу информации. Оно никогда и ни у кого не вызывало подозрений в некорректности, хотя никто и никогда не предлагал физической модели реализации этого способа.

  2. Отображение с помощью световых лучей. Такой способ отображения предметов и процессов для человека является основным, поскольку мы постоянно используем для этой цели свое зрение. В отличие от классического способа световые лучи могут передавать информацию с искажениями. Например, мы пользуемся лупой для увеличения изображения объекта. Это связано с искажениями фронта волны. Кривые зеркала в «комнате смеха» также пример такого рода искажений. Помимо этого, движение источника светового сигнала относительно наблюдателя обуславливает явление аберрации и эффект Доплера. Таким образом, информация, доставляемая световыми лучами, может быть искажена, т.е. принимаемая информация не всегда соответствует информации, посланной источником сигнала. Она может существенно отличаться от информации, получаемой классическим способом отображения.

  3. Однако оба способа не являются независимыми. Мы, зная скорость относительного движения систем отсчета, направление светового потока и т.д., всегда можем сделать переход (пересчет) от одного вида отображения к другому. Например, учитывая скорость распространения световых лучей, мы можем перейти от классического способа отображения к отображению явления световыми лучами. И обратно, можно всегда перейти от отображения световыми лучами к классическому отображению явлений. Это весьма важный факт.

Примером может служить явление аберрации. Видимое положение движущегося объекта (например, спутника, кометы и т.д.) – явление, получаемое с помощью световых лучей. Однако помимо наблюдаемого существует действительное или истинное положение этого объекта. Это действительное (истинное) положение наблюдаемого объекта в момент времени, когда мы регистрируем (наблюдаем) его видимое положение. Угол между действительным и видимым положениями есть угол аберрации.

Нетрудно понять, что скорость видимого движения и скорость действительного движения могут не совпадать друг с другом! Заметим, что действительное положение объекта и его действительная скорость соответствуют мгновенной передаче информации.

Как известно, ни один «мысленный эксперимент» А. Эйнштейна не обходится без световых лучей. Это не случайно. Сейчас наша задача будет состоять в том, чтобы проанализировать вывод преобразования Лоренца, предложенный Эйнштейном.

В своей работе «К электродинамике движущихся тел» [5] он устанавливает связь между двумя инерциальными системами следующим образом: «Если мы положим x’ = xvt …». Здесь x, x– координаты двух систем, которые движутся друг относительно друга со скоростью v.

Кажется очевидной «правомерность» такого введения скорости относительного движения v в специальной теории относительности. Но это только «кажется». Как измерить эту скорость и каков ее действительный физический смысл? Измерить скорость v можно несколькими способами. Рассмотрим один из них [6].

Пусть в некоторой инерциальной системе покоится источник, который излучает световые импульсы через равные промежутки времени Т. В инерциальной системе отсчета, где находится неподвижный наблюдатель, этот источник будет двигаться относительно наблюдателя с некоторой постоянной скоростью вдоль оси х. Поскольку относительная скорость инерциальных систем отсчета постоянна, неподвижный наблюдатель будет видеть вспышки, причем точки вспышек будут располагаться на равном расстоянии L друг от друга. Измеряя время между соседними вспышками (tntn-1), и зная, что расстояние между ними равно L, он может вычислить скорость для различных участков оси х.

Рис. 1

Оказывается, что эта скорость v = L / (tntn-1) не будет постоянной. Она будет убывать по мере движения источника световых вспышек вдоль оси х мимо наблюдателя, поскольку

t2t1 < t3t2 < t4t3 < … < t7t6 .

Причина в том, что длительность интервала времени между соседними вспышками искажена эффектом Доплера. Вычисленная таким способом скорость, не может являться действительной скоростью относительного движения инерциальных систем отсчета. Это кажущаяся (наблюдаемая, измеряемая) скорость относительного движения инерциальных систем отсчета (явление).

Только когда мы исключим эффект Доплера, мы сможем вычислить действительную скорость относительного движения инерциальных систем отсчета V. Она будет равна отношению V = L / T, и уже не будет зависеть от выбора места измерения этой скорости на оси х [6]. Скорость V есть действительная скорость относительного движения (характеристика сущности). Она соответствует мгновенной передаче информации от объекта наблюдения к субъекту.

Итак, хотя вывод преобразования Лоренца проведен Эйнштейном формально правильно, он дал неправильную интерпретацию скорости v, которая вошла в преобразование Лоренца. Он истинную скорость относительного движения инерциальных систем отсчета V подменил кажущейся скоростью v (явлением). При этом кажущаяся скорость соответствует случаю, когда световые лучи от источника направлены к наблюдателю перпендикулярно траектории движения источника. Вновь мы сталкиваемся с рассмотренной ранее гносеологической ошибкой - подменой сущности явлением.

В теории относительности много «парадоксов» (логических противоречий). Если подробно рассмотреть эти «парадоксы», нетрудно заметить, что все они имеют единую структуру [7]. Пока существует один наблюдатель, результаты преобразования Лоренца имеют «объяснение». Но как только появляется второй наблюдатель (или третий

), между заключениями этих наблюдателей возникает противоречие (конфликт). Примером тому может служить известный «парадокс» близнецов. Внутри специальной теории относительности он не имеет логически непротиворечивого объяснения, хотя считается, что она является замкнутой. Замкнутая теория должна объяснять предсказываемые явления в своих рамках, не прибегая к новым гипотезам или другим независимым теориям. Но это правило нарушается. Для «объяснения» парадокса близнецов Эйнштейну пришлось использовать совершенно иную теорию – Общую теорию относительности. А это уже нонсенс.

Если исключить гносеологическую ошибку, то никакого парадокса не возникает, поскольку время во всех инерциальных системах отсчета едино. Наблюдаемое «замедление времени» в каждой из инерциальных систем отсчета есть явление. В силу равноправия этих систем явления обладают симметрией: каждому из близнецов будет казаться, что его брат «моложе», хотя их действительный возраст одинаков.



Скачать документ

Похожие документы:

  1. От составителей (2)

    Документ
    Классический труд С.Л. Рубинштейна «Основы общей психологии» относится к числу наиболее значительных достижений отечественной психологической науки. Широта теоретических обобщений в сочетании с энциклопедическим охватом исто­рического
  2. Современный учитель должен быть прежде всего личностью! Ведь помимо предмета дети многое берут от человека

    Документ
    Современный учитель должен быть прежде всего личностью! Ведь помимо предмета дети многое берут от человека! Конечно, он должен быть умным (это естественно), терпеливым, мобильным, добрым и жёстким одновременно, знающим современные чаяния молодежи.
  3. От редакторов

    Документ
    М. Маффесоли (Франция), У. Аутвейт, Дж. Роуз (Вели­кобритания), Р. Крамме, Б. Вальденфельдз (Германия), X. Козакевич (Польша), В. В. Винокуров, А. Ф. Филиппов (ответствен­ные редакторы), Ю.
  4. Http://www koob ru (30)

    Документ
    Классический труд Сергея Леонидовича Рубинштейна "Основы общей психологии" относится к числу наиболее значительных достижений отечественной психологической науки.
  5. Теодор Н. Цырдя Петру В. Берлинский философия

    Учебник
    Излагается основной учебный курс по философии с учетом специфики биолого-медицинских факультетов. Наряду с историей мировой и отечественной философской мысли, проблемами онтологии и теории познания в данном пособии особое внимание

Другие похожие документы..