Какими свойствами обладает пространство

В настоящее время исследователи категории пространства рассматривают различные его свойства, условно разделяя их на основные и специфические. Основные пространственные характеристики обнаруживаются на всех уровнях материи и неразрывно связаны с другими ее атрибутами, специфические — проявляются только на определенных уровнях и свойственны лишь некоторым классам материальных систем.

Р. А. Аронов к основным свойствам пространства причисляет метрические (количественные) и топологические (качественные) свойства[1]. Кратко представим топологические свойства пространства (трехмерность, непрерывность, протяженность, структурированность, бесконечность, единство со временем и движением), поскольку они относятся к когнитивным признакам изучаемой категории.

Трехмерность связывает пространство и тело, поскольку соответствует трем основным координатам тела. Три измерения — это тот необходимый и достаточный минимум для осуществления всех возможных взаимодействий материальных объектов, в которых проявляется бесконечность и неисчерпаемость пространства.

Непрерывность проявляется в способе перемещения тел и распространении физических действий через различные поля и означает отсутствие в пространстве каких-либо «разрывов». Вместе с тем «пространству свойственна относительная прерывность, проявляющаяся в раздельном существовании материальных объектов и систем, имеющих определенные размеры и границы, в существовании многообразных структурных уровней материи с различными пространственными отношениями»[2].

Протяженность связана со структурностью материальных объектов и вызвана их взаимодействием: один объект существует рядом с другим. Поскольку протяженность определяет ту долю пространства, которую занимает объект, непротяженные объекты не могут иметь структуру, внутренние связи и возможности изменяться.

Структурированность пространства предполагает координацию различных пространственных предметов и форм посредством таких топологических понятий, как «окружение», «соседство», «разграничение» и «последовательность».

Бесконечно пространство с точки зрения науки, но поскольку человек не может воспринимать и мысленно представлять себе бесконечную, ничем не ограниченную величину, бытовое его осознание требует некоторых пределов. Поэтому человеком создаются необходимые психологические опоры, границы, позволяющие ему очерчивать, отделять и замыкать пространство вокруг себя.

К специфическим свойствам пространства М. П. Титова относит следующие: «Конкретные пространственные формы и размеры

тел, их положение в пространстве по отношению друг к другу, на-личие у тел внутренней симметрии или асимметрии (молекула живого вещества обладает свойством пространственной асимметрии, которое характерно живому веществу), изотропность (равноправие всех направлений) и неоднородность (неравноправие всех точек, наличие выделенных точек) пространства»[3]. Кроме того, пространство обладает свойствами объективности, поскольку его существование не зависит от сознания и всеобщности, так как формы пространства присущи любым воплощениям материи на всех уровнях ее существования.

В современной науке в связи с все большим разграничением видов деятельности возникает тенденция к дифференциации пространства: «Разные виды деятельности человека формируют свои пространства, а сама человеческая деятельность формирует жизненное пространство как основу человеческого существования»[4]. Человек становится объектом и субъектом различных пространств, в том числе и культурного.

Пространство, объем, границы, размеры, форма, материя, движение, гуманизм, трехмерность, протяженность, структурированность, бесконечность.

1. Охарактеризуйте античные представления о пространстве и их выражение в архитектурных формах.
2. Каковы средневековые представления о пространстве?
3. Какие изменения в представлениях о пространстве произошли в эпоху Возрождения?
4. С чем связан процесс новой интерпретации пространства в Новое время и каково его влияние на архитектуру?
5. Охарактеризуйте представления о пространстве в немецкой классической философии.
6. С чем связано возникновение неклассического понимания пространства?
7. Назовите основные свойства пространства.

Специфика дизайна как компонента культурного пространства

Источник

Пространство и время являются универсальными, всеобщими формами бытия материи. Нет явлений, событий, предметов, которые существовали бы вне пространства или вне времени.

Обычно выделяют всеобщие, общие и специфические свойства пространства и времени.

Всеобщие свойства пространства и времени: объективность и независимость от человеческого сознания; универсальность – проявляется на всех структурных уровнях материи; неразрывная связь друг с другом и с движущейся материей; бесконечность – нет места, где пространство и время отсутствовали бы.

Общие свойства пространства: протяженность – существование и связь различных элементов; единство прерывности и непрерывности. Непрерывность означает отсутствие каких-либо «разрывов» в пространстве. Прерывность проявляется в раздельном существовании материальных объектов. Их единство – это характер перемещений тел от точки к точке; трехмерность – пространство трех измерений.

Общие свойства времени:длительность – последовательность смены состояний; необратимость – однонаправленность от прошлого к будущему; неповторяемость – невозможность повторения прошлых событий; одномерность – линейная последовательность событий, связанных друг с другом.

Специфические свойства пространства:конкретные формы и размеры тел; наличие у них внутренней симметрии или асимметрии; изотропность и неоднородность пространства. Изотропность означает отсутствие выделенных направлений (верх, низ и др.). Неоднородность означает различные значения кривизны в зависимости от распределения тяготеющих масс.

Специфические свойства времени:конкретная длительность существования систем; скорость протекания процессов.

В современной науке используется также понятие биологического и социального пространства и времени.

Специфическими пространственно-временными свойствами в биологических системах являются: асимметрия расположения атомов в молекулах белка и нуклеиновых кислот, собственные временные ритмы и темпы изменения внутриорганизменных и надорганизменных биосистем, взаимосвязь и синхронизация ритмов друг с другом, а также с вращением Земли вокруг своей оси и сменой времен года.

Социальное пространство и время характеризуют особенности протяженности и пространственности социальных объектов.

Социальное время характеризует длительность, последователь-ность этапов материальной и духовной деятельности человека. Главным фактором, определяющим ход социального времени, является деятельность человека, направленная на преобразование среды и самого себя. Все известные единицы календарного времени – секунды, минуты, часы, дни – могут быть достаточно точно измерены.

Совсем другое дело – исчисление длительности социальных процессов – это эпоха, эра, сессия, сезон, семестр и т. п. Все они не могут быть не только определены, но не образуют соотношений между собой. Размышляет так и Плиний Старший, римский писатель и ученый, автор афоризма«Не считать надо дни, а взвешивать». Очевидно, что значимые для человека и общества характеристики длительности должны стать компонентами социального времени.

С социальным временем связано и личное время человека. Можно встретить два типа людей, которые по-разному относятся к своему личному времени: одни им вполне самостоятельно распоряжаются, другие не знают, как его провести, чем заполнить. Личностное время используется непосредственно при определении многих ценностей человеческой жизни и, прежде всего, его деятельности. Леонардо да Винчи считал удавшейся независимо от ее длительности всякую жизнь, прожитую хорошо и достойно.

Личностному времени присуще чувство ритма, так, например, в жизни каждого человека устанавливается определенная последовательность событий: детство, юность, получение образования, начало творческой деятельности, вступление в брак, рождение детей и т. д. Такая последовательность выражает ритмическую организацию индивидуальной жизни, но не всякая последовательность носит ритмический характер. Несовпадение важнейших этапов социальной зрелости человека с его календарным возрастом или общепринятым ритмом организации общественной жизни является проявлением аритмии личностного времени.

Необходимо отметить сложность и неоднозначность пространственно-временных отношений на уровне отдельного человека. Личностные время и пространство обусловлены особенностями восприятия самого человека. Именно с ними приходится соизмерять свои поступки, строить планы. Научный подход в этом вопросе необходим для более целостного видения мира.

Во всех перечисленных и других системах проявляются всеобщие свойства пространства и времени.

Выводы:

– Фундамент СТО составляют два постулата.

– СТО изменила представление о характере взаимодействий. Скорость передачи взаимодействия не может превышать скорость света в вакууме.

– Релятивистские эффекты пространства и времени не иллюзорны, а действительны.

– Согласно ОТО, тяготение – это не что иное, как искривленность пространственно-временного континуума.

Источник

Пространство — одна из фундаментальных категорий мышления. Эта категория — не столько результат процесса познания мира, сколько условие возможности всякого познания. В том числе — отношений человека с окружающим миром и его места в нем.

Individuum Mechanicus и его конец

Понятие пространства в том или ином его понимании служит базовым элементом любой картины мира. В течение нескольких веков в науке господствовала картина, нарисованная, главным образом, Исааком Ньютоном. Пространство великий англичанин понимал как своего рода огромное хранилище, заполненное вещами. Его свойства не зависят от помещенных в него вещей, и оно останется точно таким же и после того, как все разнообразное содержание мира исчезнет, — однородным и универсальным. В такой картине мира ни вещи, ни человек не имеют с пространством особой связи и не влияют на его параметры.

Часто говорят об идеологической нагруженности подобных воззрений: в эпоху зарождения капитализма стояла задача создать нового человека, не привязанного ни к какому месту и свободно перемещающегося туда, где возникла производственная необходимость в «человеческом ресурсе». Кроме того, человека нужно было оторвать от институций предшествующего, средневекового общества — общины, цеха, рода. Новый человек — это настоящий индивид, отдельный, или отделенный от любого органического целого, и составляющий новое механическое целое — капиталистическую систему, огромную машину, собранную из мелких взаимозаменяемых винтиков. Не случайно, видимо, в это же время возродилась античная атомистическая теория: греческое слово атом — «неделимый» — переводится на латынь именно как «индивид».

Человек Нового времени — винтик гигантской экономической машины

Такая картина мира господствовала все Новое время, и до сих пор в школьных учебниках физики встречается ньютонианская трактовка категорий пространства и времени. Однако в современной науке картина мира уже несколько иная. Во-первых, пространство и время теперь существуют не сами по себе, они объединены в континуум, в котором время — лишь одна из координат. А пространство перестало пониматься как однородное в любой своей точке, потому что его параметры задаются свойствами вещей и характером взаимодействия между ними. Скажем, то пространство-время, что присуще нашей Земле, существенно отличается от того, что можно зафиксировать в дальних галактиках и вблизи огромных астрономических объектов. Это означает, что пространство и время теперь — это не внешние условия существования природных и социальных систем, а их внутренние меры, задаваемые характеристиками этих систем. То есть пространство не независимо от вещей, оно формируется способом их существования, или со-бытия.

Континуум как сумма усилий

Все это кажется чем-то сложным, абстрактным и далеким от нужд и забот обычного человека. Но не спешите делать выводы. На самом деле человеку всегда был свойственен примерно тот взгляд на вещи, который постулируют современные наука и философия. И даже многовековые усилия классической физики не смогли сокрушить его интуитивный взгляд на реальность. Дело в том, что человеку присуще ценностное выделение тех или иных точек пространства, и никогда то место, где он, например, родился, и произвольная точка на другом конце планеты не будут обладать одинаковой ценностью. В человеческом измерении, в отличие от измерения машин и приборов, родное или чем-то полюбившееся пространство всегда имеет выделенный, особый статус, обладает специфическими характеристиками, связанными с пребыванием человека в нем. Любовь — главная причина искажения обезличенной «объективности» однородного пространства.

Внес человек корректировки, кстати говоря, и в объективистское понимание времени: каждый из нас знает, что разные временные отрезки субъективно могут восприниматься совершенно по-разному. И часто это связано именно с пребыванием в том или ином ценностно выделенном пространстве. Например, нахождение на нелюбимой работе или в увлекательном путешествии просто не может не задавать разную шкалу восприятия, сжимая время или растягивая. Итак, время теперь зависит от характера и интенсивности взаимодействия человека с элементами окружающего пространства. Количество мер в многомерном континууме зависит, в том числе, и от нас.

Физика XX века изменила представления о пространстве и времени

Это влечет несколько важных выводов. Прежде всего, зависимость пространства от человеческой деятельности накладывает на человека ответственность. Это раньше можно было считать себя лишь случайным элементом объективно существующего пространственного хранилища, которое останется таким же и без тебя. А теперь пространство — это фактически совокупность человеческих усилий, направленных на его воспроизводство во времени. Если что-то перестает длиться, оно теряет и пространственное измерение, ибо континуум схлопывается.

Новый предел однородности

Есть и другое интересное следствие, но уже глобального характера. В свое время много говорили о процессе глобализации. Фактически этот процесс можно представить как создание однородного пространства во всемирном масштабе с синхронно идущим социальным временем. Различия между регионами мира, связанные с их нахождением на разных этапах исторического прогресса, продуцировали пространственно-временную неоднородность мира. А глобализация, словно по заветам Ньютона, в числе своих целей имела сглаживание различий и, как следствие, творение всемирной универсальности — одинаковости каждой точки пространства. В случае успеха этого замысла человек точно бы потерял способность к ценностному выделению того или иного места мира, став мировым кочевником, обреченно бредущим за средствами к существованию.

Однако ныне об успехах глобализации говорят мало, но все чаще и чаще — о ее конце. Вновь создание однородного пространства терпит неудачу, хотя частичная реализация целей глобализации в предыдущие десятилетия кажется очевидной. Но сейчас мир снова распадается на регионы, сферы, блоки, а основными границами разломов выступают культурные предпочтения и ориентации. То есть и культуры общей не получилось, не только экономики и политики. Характерно, кстати, что в числе инициаторов регионализации — те, кто считался ответственными и за глобализацию — элиты западного мира. Ведь что такое, например, активно накладываемые на нашу страну санкции, превратившиеся в распространенный инструмент международной политики? Это попытка создания выделенных областей мирового пространства, в которых за счет частичной изоляции от остального мира иные пространственные характеристики и даже иное течение социального времени. Страны, на которые накладываются санкции, должны стать своего рода зонами отчуждения, выключенными из истории человечества. Ни о какой однородности пространства и времени в мировом масштабе речи теперь не идет.

Санкционная война как завершение глобальной однородности

И здесь у нас как у жителей такой страны обязан возникнуть вопрос: а что же нам делать? Согласиться с тем, что нам навязали какие-то особые параметры пространства и времени и остановить свое движение, вывалившись в небытие? Или считать, что наша «особость» — это не проклятье и не приговор, а шанс? Пусть у нас иной пространственно-временной континуум, чем у Запада, но кто сказал, что он хуже и менее привлекателен? Ведь, повторим снова, его характеристики зависят от способов взаимодействия элементов, то есть от нас с вами и нашей готовности нести ответственность за собственную судьбу. Наше особое пространство существует уже очень давно, и пока найдутся те, кто своими усилиями готов длить его во времени и впредь, этот специфический российский «континуум», являющийся для нас безусловной ценностью, не схлопнется никогда.

Источник

Слово “Пространство” – очень широко используемое слово. Пространство – это свободное от чего бы то ни было место. Пустое. Ничем не занятое. Особенно часто оно используется (непосредственно или в словосочетаниях) в различных разделах знаний – математика, физика, философия. Можно даже считать, что это – одно из основных понятий естественных наук и философии.

Из словаря Ожегова:

1. Одна из форм (наряду со временем) существования бесконечно развивающейся материи, характеризующаяся протяжённостью и объёмом: Вне времени и пространства нет движения материи.

2. Протяжённость, место, не ограниченное видимыми пределами: Небесное п. Воздушное п. Степные пространства. На всём пространстве пустыни. Смотреть в п. (о невидящем, отсутствующем взгляде).

3. Промежуток между чем-н., место, где что-н. вмещается: Свободное п. между окном и дверью

В бытовом смысле “пространство” есть вместилище всего сущего.

В общефилософском смысле понятие “пространство” относится к числу понятий с большой смысловой емкостью.

В космологии под пространством понимается наша 3-х или 4-мерная Вселенная с дискутируемой топологией, в которой мы живем и существуем.

В физике пространство – вместилище для реальных физических материальных объектов и полей. Но не только, т.к. математика – инструмент для описания Природы. Есть место и для других смыслов. В теоретических физических построениях понятие “пространства” практически совпадает с математическим “пространством”. Наиболее распространенный тип используемого для этой пространства – это 3-мерное евклидово пространство. Это исторически первое и важнейшее математическое пространство (Большой Энциклопедический Словарь). Что такое евклидово пространство, знают все, кто учился в школе. Если не знают – то знают школьную геометрию. Пространство школьной геометрии и есть евклидово пространство.

Картина советского космонавта Алексея Леонова с адреса: https://s3.wi-fi.ru/cp3o/gBvMf5pghBveCQvKDFdwMoeo?response-content-type=image/jpeg

Понятие “Пространство” в математике используется и в более широком смысле, чем объект евклидова пространства. ПРОСТРАНСТВО – это множество объектов, между которыми установлены отношения, сходные по своей структуре с обычными пространственными отношениями типа окрестности, расстояния и т. д.

Общее математическое понятие “пространство” есть “множество чего–то, удовлетворяющих тому–то”, синоним понятия “множество” с определенной геометрической (топологической) структурой (упорядочения, непрерывности, движения). Очень часто это математическое аффинное, векторное или тензорное, метрическое пространство с некоторой топологической структурой, построенное как многомерное координатное пространство на основе вещественных чисел.

Наиболее общим типом математических пространств является топологическое пространство. Оно мало в чем сходится с евклидовым пространством, но все же есть точки соприкосновения. Они обе состоят из элементов – точек, а совокупность всех точек составляет само определяемое пространство. Конечно, это определение настолько широкое, что любые математические объекты – множества подходят под это определение. Но как в евклидовом, так и в топологическом пространствах определены отношения “быть окрестностью”. А “окрестности” объединяют в каком то смысле близкие точки. Просто близкие – без определенного расстояния между ними.

Топологическое пространство, как и евклидово, обладает размерностью, потому что размерность Пространства – топологическая характеристика пространства. Для большинства практически изучаемых пространств определяется количеством числовых параметров для определения координаты точки. Но это определение размерности не является строгим, но по отношению к рассматриваемым в математике и физике числовым пространствам Rn оно верно. Скрытые размерности физического пространства могут явно себя не проявлять.

Ну и наконец, евклидово пространство является топологическим, но не наоборот.

А что находится между ними? И вообще – есть ли что-то между ними?

А между ними находятся “метрические” пространства. Евклидово пространство является метрическим, но метрические пространства – это более широкий класс пространств. Их объединяет только одно – между любыми точками метрического пространства имеется вполне определенное “расстояние”. Численное. Со всеми теми свойствами, которые имеются у “расстояния” и “длины” в евклидовом пространстве. Например –

1) аксиома треугольника – сумма любых двух сторон больше третьей,

2) сумма углов, образуемых расходящимися из одной точки лучами на 2-мерной поверхности равна 2pπ и

3) евклидово пространство непрерывно и

4) любое евклидово пространство можно разметить с помощью N < ∞ чисел, где N – размерность пространства.

Но и отличиями – эти пространства могут быть линейными, криволинейными римановыми, лобачевского, … Замкнутыми и открытыми, связными и несвязными, плоскими и с кротовыми норами. Назову хотя бы в качестве примера всем известные названия подобных пространств: одномерные – линия, круг, двухмерные – плоскость, цилиндр, тор, сфера, лист Мебиуса, трехмерные – известное вам евклидово 3-мерное пространство, 3-мерная “сфера” – как считается, оно похоже на нашу Вселенную, и др. торообразные и цилиндроподобные 3-мерные пространства, и т.д.

Аксиома треугольника – это действительно аксиома, определяющая отношения между тремя простейшими объектами пространства – точками. Любыми. А вот сумма углов требует определения не только расстояний, но и прямых и плоскостей. И определения бесконечной последовательности специальных окрестностей с определенными свойствами и существования определенного бесконечного “ряда”, предел которой и есть угол. Окрестности – это окружности на плоскости, предел – отношение длины окружности к ее радиусу.

В конце хочу показать разницу между метрическим евклидовым пространством и всеми другими метрическими не евклидовыми пространствами. В любом N-мерном метрическом евклидовом пространстве расстояние между бесконечно близкими точками определяется из формулы

dl² = dx₁² + dx₂² + dx₃² +…(1)

А между далекими точками – из формулы

L² = Δx₁² + Δx₂² + Δx₃² +…(2)

где Δx₁ – разность координат между точками. А расстояние в произвольных метрических пространствах определяется из формулы

dl² = ∑gᵤᵣdxᵘʳ.(3)

где u, r пробегают все возможные значения от 1 до N. Причем простой формулы, подобной (2), не имеется при любом координатном представлении пространства.

И последнее, что хотел сказать: если (1) определяет расстояние между точками евклидова и галилеева пространства классической механики Ньютона, то (3) определяет расстояния между точкам и риманова пространства. Например, именно такой формулой определяется расстояние между точками на Земле. Еще одно применение – это в знаменитой Общей теории относительности (ОТО) А.Эйнштейна. Сколько копий сломано на в отношении этой теории – не сосчитать. А его основа настолько проста, насколько и сложна.

Можно было сюда еще включить векторные пространства. А также тензорные пространства. Но это для другой статьи.

Ссылка на мою статью Как написать формулы в статье на Дзен?

Мои странички на Дзен: https://zen.yandex.ru/id/5e036c95fc69ab00aecfe6e9

Если хотите узнать, что обозначает слово или словосочетание, в ОПЕРЕ выделите это слово(сочетание), нажмите правую клавишу мыши и выберите “Искать в …”, далее – “Yandex”. Если это текстовая ссылка – выделите ее, нажмите правую клавишу мыши, выберите “перейти …”. Все! О-ля-ля!

Если вам понравилась статья, то поставьте “лайк” и подпишитесь на канал! Если не понравилась – все равно комментируйте и подписывайтесь. Этим вы поможете каналу. И делитесь ссылками в ваших соцсетях!

Источник