Реферат. Реферат, 2БМ02, Смолкин А.П.. Философские взгляды А. Эйнштейна. (Философские проблемы теории относительности) по дисциплине

Название	Философские взгляды А. Эйнштейна. (Философские проблемы теории относительности) по дисциплине
Анкор	Реферат
Дата	06.01.2022
Размер	55.8 Kb.
Формат файла
Имя файла	Реферат, 2БМ02, Смолкин А.П..docx
Тип	Реферат #324808

Министерство науки И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ Российской Федерации

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования

«Национальный исследовательский Томский политехнический Университет»

Инженерная школа

природных ресурсов

21.04.01 «Нефтегазовое дело» /

Технология строительства

нефтяных и газовых скважин

Реферат на тему

«Философские взгляды А. Эйнштейна. (Философские проблемы теории относительности)»

по дисциплине:

«Философские и методологические проблемы науки и техники»

Исполнитель:
магистрант группы 2БМ02	Смолкин Алексей Павлович	11.06.2021

Руководитель:
к.ф н., доцент	Скаковская Наталия Вячеславовна

Томск - 2021

Введение 3

1. Сущность и значение для физики теории относительности А. Эйнштейна 4

2. Философские взгляды А. Эйнштейна 7

3. Философские проблемы теории относительности 9

Заключение 12

Список используемых источников и литературы: 14

Введение

Как в философии, так и в физике речь идет о взаимосвязи всего сущего и единстве противоположностей. В частности, теория относительности объединяет физические сущности, которые кажутся самостоятельными и несоединимыми. Развитие данной теории было необходимо. Еще в конце XIX начале XX веков был сделан ряд крупнейших открытий, с которых началась революция в физике. Она привела к пересмотру практически всех классических теорий в физике. Возможно, одной из самых крупных по значимости и сыгравших наиболее важную роль в становлении современной физики наряду с квантовой теорией была теория относительности.

Актуальность темы заключается в том, что теория А. Эйнштейна сегодня имеет неоднозначную оценку. В самом начале она подвергалась сомнениям, позже, привлекла к изучению многих теоретиков и экспертов, а сегодня – теория подвергается критике и созданию альтернативных исследований. Философский анализ теории относительности является неотъемлемой частью теории на котором базируются понятия пространства и времени. Многие эксперты пренебрегают данным анализом, основывая свои выводы на практике.

В теория относительности впервые была показана необходимость периодического изменения основополагающих принципов физики. Поэтому обсуждение тех проблем, которые были подняты и отчасти решены теорией относительности, необходимы для рассмотрения философских аспектов современной физики.

Цель работы – исследовать философию теории относительности А. Эйнштейна.

Для этого необходимо решить ряд задач:

– показать и раскрыть сущность и значение для физики теории относительности А. Эйнштейна;

– проанализировать философские взгляды А. Эйнштейна;

– выявить философские проблемы теории относительности.

В процессе выполнения данной работы применялись такие методы как: обобщение, теоретическое изучение научной и публицистической литературы, сбор и анализ данных.

1. Сущность и значение для физики теории относительности А. Эйнштейна

В данной главе мы рассмотрим сущность и значение теории относительности А. Эйнштейна. До конца XIX века считалось, что три закона движения Ньютона и связанные с ними идеи о свойствах пространства и времени обеспечивают основу, на которой можно полностью понять движение материи. Однако формулировка Максвеллом единой теории электромагнетизма нарушила это удобное положение вещей – теория была чрезвычайно успешной, но на фундаментальном уровне она казалась несовместимой с некоторыми аспектами ньютоновских представлений о пространстве и времени [1]. В конце концов, было обнаружено, что радикальная модификация этих последних концепций, а, следовательно, и самих уравнений Ньютона, оказалась необходимой.

Именно Альберт Эйнштейн, объединив экспериментальные результаты и физические аргументы других со своим собственным уникальным пониманием, первым сформулировал новые принципы, в терминах которых должны были пониматься пространство, время, материя и энергия. Эти принципы и их следствия составляют специальную теорию относительности [2]. Позже Эйнштейн смог развить эту теорию, что привело к так называемой общей теории относительности. Помимо прочего, эта последняя теория по сути является теорией гравитации.

Теории относительности (как специальная, так и общая), квантовая механика и термодинамика – три основные теории, на которых основана современная физика. Уникальность этих трех теорий, в отличие от, скажем, теории электромагнетизма, заключается в их общности. В этих теориях воплощены общие принципы, которым должны удовлетворять все более специализированные или более конкретные теории. Следовательно, эти теории приводят к общим выводам, которые применимы ко всем физическим системам и, следовательно, обладают огромной силой, а также имеют фундаментальное значение. Роль теории относительности, по-видимому, заключается в определении свойств пространства и времени, арены, на которой происходят все физические процессы. Возможно, немного прискорбно, что слово «относительность» сразу вызывает мысли о работе Эйнштейна. Идея о том, что принцип относительности применим к свойствам физического мира, очень старая: она определенно возникла еще до Ньютона и Галилея, но, вероятно, не так давно, как времена Аристотеля. Принцип относительности, по сути, утверждает следующее: «Законы физики принимают одинаковую форму во всех системах отсчета, движущихся с постоянной скоростью относительно друг друга».
Итак, существует 2 теории относительности. Специальная теория относительности (СТО) – рассматривает физические процессы в равномерно движущихся объектов. Общая теория относительности (ОТО) – описывает ускоряющиеся объекты и объясняет происхождение такого явления как гравитация и существование частиц гравитонов [3].

Понятное дело, что СТО появилась раньше и по сути является частью ОТО. В основе СТО лежит принцип относительности, согласно которому любые законы природы одинаковы относительно неподвижных и движущихся с постоянной скоростью тел. И из такой, казалось бы, простой мысли следует, что скорость света (300 000 м/с в вакууме) одинакова для всех тел. Например, представьте, что вам подарили космический корабль из далёкого будущего, который может летать с огромной скоростью. На носу корабля устанавливается лазерная пушка, способная стрелять вперёд фотонами.
Относительно корабля такие частицы летят со скоростью света, однако относительно неподвижного наблюдателя они, казалось бы, должны лететь быстрее, так как обе скорости суммируются. Однако на самом деле этого не происходит! Сторонний наблюдатель видит фотоны, летящие 300 000 м/с, как будто скорость космического корабля к ним не добавлялась

Нужно запомнить: относительно любого тела скорость света будет неизменной величиной, как бы быстро оно не двигалось. Из этого следуют потрясающие воображение выводы вроде замедления времени, продольном сокращении и зависимости массы тела от скорости. Чтобы лучше понять суть общей теории относительности (ОТО) нужно вновь объединить два факта:

– мы живем в четырехмерном пространстве [4]. Пространство и время – это проявления одной и той же сущности под названием «пространственно-временной континуум». Это и есть 4-мерное пространство-время с осями координат x, y, z и t.
Мы, люди, не в состоянии воспринимать 4 измерения одинаково. По сути, мы видим только проекции настоящего четырехмерного объекта на пространство и время.
Что интересно, теория относительности не утверждает, что тела изменяются при движении. 4-мерные объекты всегда остаются неизменными, но при относительном движении их проекции могут меняться. И мы это воспринимаем как замедление времени, сокращение размеров и т. д.

– все тела падают с постоянной скоростью, а не разгоняются. Давайте проведём мысленный эксперимент. Представьте, что вы едете в закрытой кабине лифта и находитесь в состоянии невесомости. Такая ситуация могла возникнуть только по двум причинам: либо вы находитесь в космосе, либо свободно падаете вместе с кабиной под действием земной гравитации. Не выглядывая из кабинки, абсолютно невозможно отличить два этих случая. Просто в одном случае вы летите равномерно, а в другом с ускорением. Возможно, сам Альберт Эйнштейн размышлял над воображаемым лифтом, и у него появилась одна потрясающая мысль: если эти два случая невозможно отличить, значит падение за счет гравитации тоже является равномерным движением. Просто равномерным движение является в четырехмерном пространстве-времени, но при наличии массивных тел (например, планет Солнечной системы) оно искривляется и равномерное движение проецируется в обычное нам трёхмерное пространство в виде ускоренного движения

Таким образом, в общей теории относительности, гравитация – это не сила, а лишь следствие искривление пространства-времени. На данный момент эта теория является рабочей версией происхождения гравитации и хорошо согласуется с экспериментами.

Почему появилась специальная теория относительности? Ответ уже дан в статье Эйнштейна 1905 года. Это плод электродинамики XIX века [5]. Это такая же теория, которая усовершенствовала электродинамику XIX века, как и первая теория современной физики. До появления этой электродинамики специальная теория относительности не могла возникнуть; когда она возникла, специальную теорию относительности уже нельзя было остановить. Его основные уравнения и понятия уже появились в трудах Х. А. Лоренца и Анри Пуанкаре по электродинамике. Причину понять нетрудно. Наблюдательные следствия специальной теории относительности существенно отличаются от ньютоновской теории только в области скоростей, близких к скорости света. Теория Ньютона была адаптирована к падению яблок и медленным орбитам планет. Он ничего не знал о высоких скоростях. Электродинамика девятнадцатого века также была теорией света и первой исследовала чрезвычайно быстрые движения [6]. Неожиданные различия между процессами на высоких и обычных скоростях были полностью уловлены электродинамикой. Но их простая форма была скрыта из-за сложных электродинамических орнаментов. Достижение Эйнштейна состояло в том, чтобы лишить их этих украшений и увидеть, что странное поведение быстро движущихся электродинамических систем не является особенностью электричества и магнетизма, а налагается природой пространства и времени на все быстро движущиеся системы.

Подводя итог, следствие теории относительности раскрывается в таких составляющих, как: относительность расстояний, относительность интервалов времени, относительность направлений, относительность движения, относительность одновременности событий и замедление времени при движении. Теория 1905 года объяснила факт того, что свет ведет себя не так, как все остальное во Вселенной.

2. Философские взгляды А. Эйнштейна

В данной главе мы рассмотрим философские взгляды А. Эйнштейна. Эйнштейн всегда интересовался философией науки и оставил ряд глубоких исследований на эту тему. Юбилейный сборник 1949 года к его 70-летию назывался (надо полагать, с его ведома и согласия) «Альберт Эйнштейн. Философ-учёный». Наиболее близким к себе по мировосприятию философом Эйнштейн считал Спинозу. Рационализм у них обоих был всеохватывающим и распространялся не только на сферу науки, но также на этику и другие аспекты человеческой жизни: гуманизм, интернационализм, свободолюбие и др. хороши не только сами по себе, но и потому, что они наиболее разумны. Законы природы объективно существуют, и они постижимы по той причине, что они образуют мировую гармонию, разумную и эстетически привлекательную одновременно. В этом главная причина неприятия Эйнштейном «копенгагенской интерпретации» квантовой механики, которая, по его мнению, вносила в картину мира иррациональный элемент, хаотическую дисгармонию.

В книге «Эволюция физики» Эйнштейн писал: «С помощью физических теорий мы пытаемся найти себе путь сквозь лабиринт наблюдаемых фактов, упорядочить и постичь мир наших чувственных восприятий. Мы желаем, чтобы наблюдаемые факты логически следовали из нашего понятия реальности. Без веры в то, что возможно охватить реальность нашими теоретическими построениями, без веры во внутреннюю гармонию нашего мира, не могло бы быть никакой науки. Эта вера есть и всегда останется основным мотивом всякого научного творчества. Во всех наших усилиях, во всякой драматической борьбе между старым и новым мы узнаём вечное стремление к познанию, непоколебимую веру в гармонию нашего мира, постоянно усиливающуюся по мере роста препятствий к познанию» [7].

В науке эти принципы означали решительное несогласие с модными тогда позитивистскими концепциями Маха, Пуанкаре и других, а также отрицание кантианства с его идеями «априорного знания». Позитивизм сыграл определённую положительную роль в истории науки, так как стимулировал скептическое отношение ведущих физиков, включая Эйнштейна, к прежним предрассудкам (прежде всего – к концепции абсолютного пространства и абсолютного времени). Известно, что Эйнштейн в письме к Маху назвал себя его учеником [8]. Однако философию позитивистов Эйнштейн называл глупостью [9]. Философия Эйнштейна была основана на совершенно иных принципах.

В той же автобиографии Эйнштейн чётко формулирует два критерия истины в физике: теория должна иметь «внешнее оправдание» и «внутреннее совершенство». Первое означает, что теория должна согласовываться с опытом, а второе – что она должна из минимальных предпосылок раскрывать максимально глубокие закономерности универсальной и разумной гармонии законов природы. Эстетические качества теории (оригинальная красота, естественность, изящество) тем самым становятся немаловажными физическими достоинствами.

Веру в объективную реальность, существующую независимо от человеческого восприятия, Эйнштейн отстаивал во время своих знаменитых бесед с Рабиндранатом Тагором, который столь же последовательно такую реальность отрицал.

Альбер Эйнштейн размышлял и над философскими основаниями новой физики, и над принципами интерпретации ее парадоксальных для классического сознания открытий, и вообще, над принципами научной рациональности, которые могли бы быть наиболее перспективными в этот необычный период развития науки. По этому поводу он писал о том, что результаты научного исследования очень часто вызывают изменения в философских взглядах на проблемы, которые распространяются далеко за пределы ограниченных областей самой науки. Философские обобщения должны основываться на научных результатах. Однако, раз возникнув и получив широкое распространение, они очень часто влияют на дальнейшее развитие научной мысли, указывая одну из многих возможных линий развития. Успешное восстание против принятого взгляда имеет своим результатом неожиданное и совершенно новое развитие, становясь источником новых философских воззрений.

Подводя итог, проанализировав философские взгляды Эйнштейна, сущность предложенного им подхода заключается в синтезе самых различных философских учений, которые он предлагал использовать в зависимости от решаемой наукой задачи. Он полагал, что для настоящего учёного, в отличие от философа, эпистемологический монизм является неприемлемым. Исходя из конкретной ситуации, один и тот же учёный может быть идеалистом, реалистом, позитивистом и даже платоником и пифагорейцем. Поскольку для последовательного систематического философа подобный эклектизм может показаться неприемлемым, Эйнштейн считал, что настоящий учёный в глазах подобного философа выглядит как оппортунист. Отстаивавшийся Эйнштейном подход получил в современной философии науки название «эпистемологический оппортунизм» [10].

3. Философские проблемы теории относительности

В данной главе мы рассматриваем философские проблемы теории относительности, а также философские принципы, на которых она создавалась. А. Эйнштейн подчёркивал важность философских проблем современной физики. Философскую основу теории относительности составляют гносеологические принципы наблюдаемости (запрещается пользоваться понятиями принципиально ненаблюдаемых объектов), простоты (все следствия теории необходимо вывести из наименьшего числа допущений), единства (идея единства знания и единства описываемого им объективного мира, реализуется в процессе обобщения законов природы, перехода от частных законов к более общим в ходе развития физики), методологический гипотезо-дедуктивный принцип (формулируются гипотезы, в том числе в математической форме, и на их основании выводятся проверяемые опытным путём следствия), онтологический принцип динамического детерминизма (данное состояние замкнутой физической системы однозначно определяет все её последующие состояния) и принцип соответствия (законы новой физической теории при надлежащем значении ключевого характеристического параметра, входящего в новую теорию, переходят в законы старой теории).

«Во-первых, в центре всего рассмотрения стоит вопрос: существуют ли в природе физически выделенные (привилегированные) состояния движения? (физическая проблема относительности). Во-вторых, фундаментальным оказывается следующий гносеологический постулат: понятия и суждения имеют смысл лишь постольку, поскольку им можно однозначно сопоставить наблюдаемые факты (требование содержательности понятий и суждений)». «Весь предшествующий опыт убеждает нас в том, что природа представляет собой реализацию простейших математически мыслимых элементов». «Существует иная, более тонкая причина, играющая не меньшую роль, а именно, – стремление к единству и простоте предпосылок теории…». «Вера в существование внешнего мира, независимого от воспринимающего субъекта, лежит в основе всего естествознания» [11].

Основываясь на принципе наблюдаемости, при создании специальной теории относительности Эйнштейн отверг понятие эфира и основанную на ней интерпретацию результатов опыта Майкельсона, данную Лоренцем.

Используя принцип простоты, при создании общей теории относительности Эйнштейн обобщил принцип относительности на неинерциальные системы отсчёта.

Осуществляя принцип единства, специальная теория относительности объединила понятия пространства и времени в единую сущность (четырёхмерное пространство-время Минковского), придала законам различных отраслей физики, механики и электродинамики единую лоренц-инвариантную форму, а общая теория относительности раскрыла связь между материей и геометрией пространства-времени, которая выражается общековариантными гравитационными уравнениями.

Наибольшая роль гипотезо-дедуктивного метода проявилась в создании общей теории относительности. В основе общей теории относительности лежат гипотезы о геометрической природе гравитации и о взаимосвязи геометрических свойств пространства-времени с материей.

При создании теории относительности на Эйнштейна оказали большое влияние работы Юма, Маха и Канта.

Идея Юма о разделении логических и эмпирических истин стимулировала у Эйнштейна критический анализ представлений о пространстве-времени и причинности. Критика Махом ньютоновских понятий пространства и времени оказала влияние на отказ Эйнштейна от понятий абсолютного пространства и времени в процессе создания специальной теории относительности. Мысль Канта о самостоятельном значении логических категорий относительно опыта использовалась Эйнштейном при создании общей теории относительности.

«Человек стремится к достоверному знанию. Именно поэтому обречена на неудачу миссия Юма. Сырой материал, поступающий от органов чувств, – единственный источник нашего познания, может привести нас постепенно к вере и надежде, но не к знанию, а тем более к пониманию закономерностей. Тут на сцену выходит Кант. Предложенная им идея, хоть и была неприемлема в своей первоначальной формулировке, означала шаг вперёд в решении юмовской дилеммы: всё в познании, что имеет эмпирическое происхождение, недостоверно (Юм). Следовательно, если мы располагаем достоверным знанием, то оно должно быть основано на чистом мышлении. Например, так обстоит дело с геометрическими теоремами и с принципом причинности. Эти и другие типы знания являются, так сказать, частью средств мышления и поэтому не должны быть сначала получены из ощущений (то есть они являются априорным знанием). В настоящее время всем, разумеется, известно, что упомянутые выше понятия не обладают ни достоверностью, ни внутренней необходимостью, которые приписывал им Кант. Однако правильным в кантовской постановке проблемы является, на мой взгляд, следующее: если рассматривать с логической точки зрения, то окажется, что в процессе мышления мы, с некоторым «основанием», используем понятия, не связанные с ощущениями» [12].

Таким образом, Эйнштейн считал, что любая научная теория неизбежно требует метафизических оснований и понимал, что ни одна из существующих в то время философских систем не могла быть адекватной новым знаниям, что новая неклассическая физика требует соответствующей ей новой философии, поэтому за неимением лучшего он брал из различных систем то, что, на его взгляд, могло коррелировать с этими знаниями.

Заключение

Исследуя философию теории относительности А. Эйнштейна, автор исследования пришел к следующим выводам.

Именно Альберт Эйнштейн, объединив экспериментальные результаты и физические аргументы других со своим собственным уникальным пониманием, первым сформулировал новые принципы, в терминах которых должны были пониматься пространство, время, материя и энергия. Эти принципы и их следствия составляют специальную теорию относительности.

Теория относительности – физическая теория пространства и времени, которая описывает универсальные пространственно-временные свойства физических процессов. Революционная теория Альберта Эйнштейна открыли новую эру в физике и проложили дорогу технологиям, без которых невозможно представить себе современный мир. Философский анализ теории относительности является неотъемлемой частью теории на котором базируются понятия пространства и времени. Многие эксперты пренебрегают данным анализом, основывая свои выводы на практике.

Показав и раскрыв сущность и значение для физики теории относительности А. Эйнштейна, можно прийти к выводу что она заключается в таких составляющих, как: относительность расстояний, относительность интервалов времени, относительность направлений, относительность движения, относительность одновременности событий и замедление времени при движении.

Проанализировав философские взгляды А. Эйнштейна, сущность предложенного им подхода заключается в синтезе самых различных философских учений, которые он предлагал использовать в зависимости от решаемой наукой задачи. Он писал о том, что результаты научного исследования очень часто вызывают изменения в философских взглядах на проблемы, которые распространяются далеко за пределы ограниченных областей самой науки. Философские обобщения должны основываться на научных результатах.

Выявив философские проблемы теории относительности, можно прийти к выводу, что физик выявил основополагающие принципы, на которых должна базироваться его теория и считал, что ни одна из существующих в то время философских систем не могла быть адекватной новым знаниям. Теория относительности открыла неразрывную связь, единство пространства и времени. Сегодня, эксперты и теоретики оспаривают данную теорию, но именно в основе философского значения данной теории – лежат уравнения общей теории относительности. Установление зависимости гравитационного поля, а через него и пространства-времени от распределения в нем материальных масс является важнейшим фактором не только в физическом, но и в философском плане. В этом смысле уравнения Эйнштейна следует рассматривать как математическое выражение диалектического принципа, утверждавшего, что пространство и время как формы существования материи должны быть неразрывно связаны с материей и ее свойствами.

Список используемых источников и литературы:

Обухова В.И. Философия теории относительности Альберта Эйнштейна // Скиф. 2020. №2 (42).
Емельянова Н. А., Шагиев Р. Ш. Наследие Альберта Эйнштейна // Вестник ТГГПУ. 2005. №4.
Бергсон, А. Длительность и одновременность. По поводу теории Эйнштейна / А. Бергсон; переводчик А. А. Франковский. — Москва: Издательство Юрайт, 2020. — 174 с.
Могилевский Д.Ш. Эйнштейн и световые кванты: трудная дорога к открытию // Вестник СПбГУ. Серия 4. Физика. Химия. 2018. №2.
Гёдель К. Заметка о взаимосвязи между теорией относительности и идеалистической философией // Vox. Философский журнал. 2019. №27.
Даниелян Н.В. От теории относительности к теории струн // ЭСГИ. 2018. №2 (18).
Эйнштейн А., Инфельд Л. Эволюция физики. — М.: Наука, 1965. — С. 241.
Bernstein J. Ernst Mach amd the Quarks (англ.) // American Scholar. — 2010. — No. 53 (winter 1983-1984). — P. 12.
Heisenberg W. Encounters with Einstein, and other Essays on Peoples, Places and Particles. — Princeton, N.J.: Princeton University Press, 1983. — P. 114.
Кузнецов Б.Г. Эйнштейн. Жизнь, смерть, бессмертие. – М., Наука. – 1979. – 680с.
Эйнштейн А. Основные идеи и проблемы теории относительности // Собрание научных трудов, т. II. — М., 1966. — стр. 120
Эйнштейн А. Замечания о теории познания Бертрана Рассела // Собрание научных трудов, т. IV. — М., 1966. — стр. 250—251