трусики женские украина

На головну

 КСЕ - Природознавство

ПІВНІЧНО-ЗАХІДНА АКАДЕМІЯГОСУДАРСТВЕННОЙ СЛУЖБИ

КАФЕДРА ПРИКЛАДНОЇ МАТЕМАТИКИ І

ІНФОРМАЦІЙНИХ ПРОЦЕСІВ УПРАВЛІННЯ

 Реферат

на тему:

Виконала:

Кочина

Аліна Валеріївна

ГіМУ 13з

Перевірив: Санкт-Петербург

2000

План.

1. Введення.

2. Розвиток просторово-часових уявлень в класичній механіці.

3. Простір і час в теорії відносності А. Ейнштейна.

4. Єдність і різноманіття властивостей простору і час.

5. Висновок.

6. Література.

Введення.

Найважливішим завданням сучасного природознавства є створення природничо-наукової картини світу. У процесі її створення виникає питання про походження і зміні різних матеріальних продуктів і явищ, про їх кількісних, якісних характеристиках. Фізичні, хімічні та інші величини безпосередньо пов'язані зі зміною довжин і тривалість, тобто просторово-часових характеристик об'єктів. Виділення і фіксація в часі частини простору дає стан об'єкта. Впорядкована послідовність станів об'єкта складає процес його розвитку (життя, існування) у часі. Філософія визначає простір і час як загальні форми існування матерії. Простір і час не існують поза матерії і незалежно від неї. Для їх опису в природознавстві історично формувалися різні уявлення про простір і час.

Сучасне розуміння властивостей простору-часу виходить із знаменитих відкриттів найвидатніших фізиків Джеймса Кларка Максвелла (1831-1879) і Альберта Ейнштейна (1879-1955).

Розвиток просторово-часових уявлень в класичній механіці.

У матеріалістичної картині світу поняття простору виникло на основі спостереження та практичного використання об'єктів, їх обсягів та протяжності.

Поняття часу виникла на основі сприйняття людиною зміни подій, наданої зміни станів предметів і кругообігу різних процесів.

Природничонаукові уявлення про простір і час пройшли довгий шлях становлення і розвитку. Найперші з них виникли з очевидного існування в природі і в першу чергу в макросвіті твердих фізичних тіл, що займають певний об'єм. Тут основними були повсякденні уявлення про простір і час як про якихось зовнішніх умовах буття, в які поміщена матерія і які збереглися б, якби навіть матерія зникла. Такий погляд дозволив сформулювати концепцію абсолютного простору і часу, отримала свою найбільш виразну формулювання в роботі І. Ньютона "Математичні начала натуральної філософії". Ця праця більш ніж на два століття визначив розвиток усієї природничо-наукової картини світу. У ньому були сформульовані основні закони руху і дано визначення простору, часу, місця і руху.

Розкриваючи сутність простору і часу, Ньютон пропонує розрізняти два види понять: абсолютні (справжні, матеріалістичні) і відносні (що здаються, повсякденні) і дає їм наступну типологічних характеристику:

- Абсолютне, істинне, матеріалістичне час саме по собі і своїй суті, без жодного відношення до будь-чого зовнішнього, протікає рівномірно й інакше називається тривалістю.

- Відносне, здається, або повсякденне, час є або точна, або мінлива, осягається почуттями зовнішня міра тривалості, що вживається в повсякденному житті замість істинного математичного часу, як то: годину, день, місяць, рік ...

Абсолютна простір по своїй суті, безвідносно до чого б то не було зовнішнього, залишається завжди однаковим і нерухомим.

Відносне простір є міра або будь-яка обмежена рухома частина, яка визначається нашими почуттями за положенням його відносно деяких тіл і яке у повсякденному житті приймається за простір нерухоме.

Час і простір складають як би вмістища самих себе і всього існуючого.

При такому розумінні абсолютний простір і час представлялися деякими самодостатніми елементами буття, що існують поза і незалежно від будь-яких матеріальних процесів, як універсальні умови, в які поміщена матерія.

Цей погляд близький до субстанціональної розуміння простору і часу, хоча у Ньютона вони і не є справжніми субстанціями, як матерія. Вони володіють лише однією ознакою субстанції - абсолютною самостійністю існування і незалежністю від будь-яких конкретних процесів. Але вони не володіють іншим важливим якістю субстанції - здатністю породжувати різні тіла, зберігатися в їх основі при всіх змінах тел. Таку здатність Ньютон визнавав лише за матерією, яка розглядалася як сукупність атомів. Правда, матерія - теж вторинна субстанція після Бога, який створив світ, простір і час і привів їх в рух. Бог, будучи істотою непросторових і позачасовим, непідвладний часу, в якому все мінливе і минуще. Він вічний у своєму нескінченному досконало і всемогутності і є справжньою суттю всякого буття. До нього не може бути застосована категорія часу, Бог існує у вічності, яка є атрибутом Бога. Щоб повніше реалізувати свою нескінченну мудрість і могутність, він створив світ з нічого, творить матерію, а разом з нею простір і час як умови буття матерії. Але коли-небудь світ повністю здійснить закладений у ньому при творінні божественний план розвитку і його існування припинитися, а разом зі світом зникнуть простір і час. І знову буде тільки вічність як атрибут Бога і його нескінченна всюди сутність. Подібні погляди висловлювалися в загальному вигляді ще Платоном, Аврелієм Августином, Фомою Аквінським і їх послідовниками. Ньютон також розділяв ці погляди.

У цих поглядах, навіть з теологічної точки зору, міститися глибокі протиріччя. Адже одноразовий акт творення світу і приреченість його на прийдешню загибель не відповідає безкінечного могутності, досконалості і мудрості Бога. Цим божественним атрибутам більш відповідало б нескінченну безліч актів творіння самих різних світів, послідовно змінюють один одного в просторі та часі. У кожному з них реалізовувалася б певна ідея, дана цього світу Богом, а всі безліч цих ідей створювало б нескінченний простір і час. Подібні ідей, висловлені в загальному вигляді ще олександрійським теологом Оригеном (III в. Н.е.) і оголошені незабаром єрессю, в Новий час розвивалися в філософії Лейбніца, який висунув ідею про встановленої гармонії у кожному з потенційно можливих світів. Лейбніц розглядав простір як порядок існування тіл, а час - як порядок відносини і послідовність подій. Це розуміння склало сутність реляційної концепції простору і часу, яка протистояла їх розуміння як абсолютних і незалежних ні від чого реальностей, підвладних тільки Богу.

Є концепції (Берклі, Мах, Авенаріус та ін.), Які ставлять простір і час в залежність від людської свідомості, виводячи їх з здатності людини переживати і впорядковувати події, розташовувати їх одне після іншого. Так, Кант розглядав простір і час як апріорні (додосвідні) форми чуттєвого споглядання, вічні категорії свідомості, аргументуючи це посиланням на стабільність геометрії Евкліда протягом двох тисячоліть.

Проблема простору і часу була тісно пов'язана з концепціями близкодействия і дальнодії. Дальнодействие мислилося як миттєве поширення гравітаційних і електричних сил через порожній абсолютний простір, в якому сили знаходять свою кінцеву мету завдяки божественному проведення. Концепція ж близкодействия (Декарт, Гюйгенс, Френель, Фарадей) була пов'язана з розумінням простору як протяжності речовини і ефіру, в якому світло поширюється з кінцевою швидкістю у вигляді хвиль. Це призвело в подальшому до поняття поля, від точки до точки якого і передавалося взаємодія.

Саме це розуміння взаємодії і простору, розвивалося в рамках класичної фізики, була успадкована та розвинуте далі в XX столітті, після краху гіпотези ефіру, в рамках теорії відносності та квантової механіки. Простір і час знову стали розумітися як атрибути матерії, визначаються її зв'язками і взаємодіями.

Сучасне розуміння простору і часу було сформульовано в теорії відносності А. Ейнштейна, по-новому інтерпретувати реляционную концепцію простору і часу і дала їй природничо обгрунтування.

Простір і час в теорії відносності А. Ейнштейна.

Спеціальна теорія відносності, створена в 1905 р А. Ейнштейном, стала результатом узагальнення і синтезу класичної механіки Галілея - Ньютона і електродинаміки Максвелла - Лоренца. "Вона описує закони всіх фізичних процесів при швидкостях руху, близьких до швидкості світла, але без урахування поля тяжіння. При зменшенні швидкостей руху вона зводиться до класичної механіки, яка, таким чином, виявляється її окремим випадком". [1]

Вихідним пунктом цієї теорії став принцип відносності. Класичний принцип відносності був сформульований ще Г. Галілеєм: "Якщо закони механіки справедливі в одній системі координат, то вони справедливі і в будь-який інший системі, що рухається прямолінійно і рівномірно щодо першої". [2] Такі системи називаються інерційних, оскільки рух в них підпорядковується закону інерції: "Всяке тіло зберігає стан спокою або рівномірного прямолінійного руху, якщо тільки воно не змушене змінити його під впливом рухомих сил". [3]

З принципу відносності випливає, що між спокоєм і рухом - якщо воно рівномірно і прямолінійно - немає ніякої принципової різниці. Різниця тільки в точці зору.

Таким чином, слово "щодо" в назві принципу Галілея не приховує в собі нічого особливого. Воно не має ніякого іншого сенсу, крім того, який ми вкладаємо в рух про те, що рух або спокій - завжди рух або спокій щодо чогось, що служить нам системою відліку. Це, звичайно, не означає, що між спокоєм і рівномірним рухом немає ніякої різниці. Але поняття спокою і руху набувають сенсу лише тоді, коли вказана точка відліку.

Якщо класичний принцип відносності стверджував інваріантність законів механіки в усіх інерційних системах відліку, то в спеціальної теорії відносності цей принцип був поширений також на закони електродинаміки, а загальна теорія відносності стверджувала інваріантність законів природи в будь-яких системах відліку, як інерційних, так і неінерційній. Неінерційній називаються системи відліку, що рухаються з уповільненням або прискоренням.

У відповідності зі спеціальною теорією відносності, яка об'єднує простір і час в єдиний чотиривимірний просторово-часової континуум, просторово-часові властивості тіл залежать від швидкості їх руху. Просторові розміри скорочуються в напрямку руху при наближенні швидкості тіл до швидкості світла у вакуумі (300 000 км / с), тимчасові процеси сповільнюються в бистродвіжущихся системах, маса тіла збільшується.

Перебуваючи в супутньої системі відліку, тобто рухаючись паралельно і на однаковій відстані від вимірюваної системи, не можна помітити ці ефекти, які називаються релятивістськими, тому що всі використовувані при вимірах просторові масштаби і частини будуть мінятися точно таким же чином. Згідно з принципом відносності, всі процеси в інерційних системах відліку протікають однаково. Але якщо система є неінерціальної, то релятивістські ефекти можна помітити і змінити. Так, якщо уявний релятивістський корабель типу фотонної ракети відправиться до далеких зірок, то після повернення його на Землю часу в системі корабля пройде істотно менше, ніж на Землі, і ця відмінність буде тим більше, чим далі здійснюється політ, а швидкість корабля буде ближче до швидкості світла. Різниця може вимірюватися навіть сотнями і тисячами років, в результаті чого екіпаж корабля відразу перенесеться в близьке чи віддалене майбутнє, минаючи проміжне час, оскільки ракета разом з екіпажем випала з ходу розвитку на Землі.

Подібні процеси уповільнення ходу часу в залежності від швидкості руху реально реєструються зараз у вимірах довжини пробігу мезонів, що виникають при зіткненні частинок первинного космічного випромінювання з ядрами атомів на Землі. Мезони існують в перебігу 10-6- 10-15с (залежно від типу частинок) і після свого виникнення розпадаються на невеликій відстані від місця народження. Все це може бути зареєстровано вимірювальними пристроями по слідах пробігів частинок. Але якщо мезон рухається зі швидкістю, близькою до швидкості світла, то тимчасові процеси в ньому уповільнюються, період розпаду збільшується (в тисячі і десятки тисяч разів), і відповідно зростає довжина пробігу від народження до розпаду.

Отже, спеціальна теорія відносності базується на розширеному принципі відносності Галілея. Крім того, вона використовує ще одне нове положення: швидкість поширення світла (в порожнечі) однакова у всіх інерціальних системах відліку.

Але чому так важлива ця швидкість, що судження про неї прирівнюється за значенням до принципу відносності? Справа в тому, що ми тут стикаємося з другої універсальної фізичної константою. Швидкість світла - це найбільша з усіх швидкостей в природі, гранична швидкість фізичних взаємодій. Рух світла принципово відрізняється від руху всіх інших тіл, швидкість яких менше швидкості світла. Швидкість цих тіл завжди складається з іншими швидкостями. У цьому сенсі швидкості відносні: їх величина залежить від точки зору. А швидкість світла не складається з іншими швидкостями, вона абсолютна, завжди одна й та сама, і, говорячи про неї, нам не потрібно вказувати систему відліку.

Абсолютність швидкості світла не суперечить принципу відносності і повністю сумісна з ним. Сталість цієї швидкості - закон природи, а тому - саме у відповідності з принципом відносності - він справедливий у всіх інерціальних системах відліку.

Швидкість світла - це верхня межа для швидкості переміщення будь-яких тіл в природи, для швидкості розповсюдження будь-яких хвиль, будь-яких сигналів. Вона максимальна - це абсолютний рекорд швидкості.

"Для всіх фізичних процесів швидкість світла має властивість нескінченної швидкості. Для того щоб повідомить тілу швидкість, рівну швидкості світла, потрібно нескінченну кількість енергії, і саме тому фізично неможливо, щоб якесь тіло досягло цієї швидкості. Цей результат був підтверджений вимірами, які проводилися над електронами. Кінетична енергія точкової маси зростає швидше, ніж квадрат її швидкості, і стає нескінченною для швидкості, що дорівнює швидкості світла "[4]. Тому часто кажуть, що швидкість світла - гранична швидкість передачі інформації. І гранична швидкість будь-яких фізичних взаємодій, та й взагалі всіх мислимих взаємодій у світі.

Зі швидкість світла тісно пов'язане рішення проблеми одночасності, яка теж виявляється відносною, тобто залежить від точки зору. У класичній механіці, яка вважала час абсолютним, абсолютної є і одночасність.

У загальній теорії відносності було розкрито нові сторони залежності просторово-часових відносин від матеріальних процесів. Ця теорія підвела фізичні основи під неевклидова геометрії і пов'язала кривизну простору і відступ його метрики евклідової з дією гравітаційних полів, що створюються масами тел. Загальна теорія відносності виходить з принципу еквівалентності інерційної і гравітаційної мас, кількісне рівність яких давно було встановлено в класичній фізиці. Кінематичні ефекти, що виникають під дією гравітаційних сил, еквівалентні ефектів, що виникають під дією прискорення. Так, якщо ракета злітає з прискоренням 2g, то екіпаж ракети буде почувати себе так, як ніби він знаходиться у подвоєному поле тяжіння Землі. Саме на основі принципу еквівалентності мас був узагальнений принцип відносності, затверджує в загальній теорії відносності інваріантність законів природи в будь-яких системах відліку, як інерційних, так і неінерційній.

Як можна уявити собі викривлення простору, про який говорить загальна теорія відносності? Уявімо собі дуже тонкий лист гуми, і будемо вважати, що це - модель простору. Розташуємо на цьому аркуші великі і маленькі кульки - моделі зірок. Ці кульки будуть прогинати лист гуми тим більше, чим більше маса кульки. Це наочно демонструє залежність кривизни простору від маси тіла і показує також, що звична нам евклідова геометрія в даному випадку не діє (працюють геометрії Лобачевського і Рімана).

Теорія відносності встановила не тільки викривлення простору під дією полів тяжіння, а й уповільнення ходу часу в сильних гравітаційних полях. Навіть тяжіння Сонця - досить невеликий зірки за космічними мірками - впливає на темп протікання часу, сповільнюючи його поблизу себе. Тому якщо ми пошлемо радіосигнал в якусь точку, шлях до якої проходить поруч із Сонцем, подорож радіосигналу займе в такому випадку більше часу, ніж тоді, коли на шляху цього сигналу нічого немає. Уповільнення поблизу Сонця становить близько 0,0002 с.

Одне з найбільш фантастичних прогнозів загальної теорії відносності - повна зупинка часу в дуже сильному полі тяжіння. Уповільнення часу тим більше, чим сильніше тяжіння. Уповільнення часу проявляється в гравітаційному червоному зміщенні світла: чим сильніше тяжіння, тим більше збільшується довжина хвилі і зменшується його частота. За певних умов довжина хвилі може кинеться до нескінченності, а її частота - до нуля.

Зі світлом, що випускаються Сонцем, це могло б трапиться, якщо б наше світило раптом стислося і перетворилося на куля з радіусом в 3 км або менше (радіус Сонця дорівнює 700 000 км). Через такого стиснення сила тяжіння на поверхні, звідки і виходить світло, зростає на стільки, що гравітаційне червоне зміщення виявиться дійсно нескінченним.

З нашим Сонцем цього ніколи насправді не відбудеться. Але інші зірки, маси яких в три і більше разів перевищують масу Сонця, наприкінці свого життя і дійсно відчувають, швидше за все, швидке катастрофічне стиснення під дією свого власного тяжіння. Це приведе їх до стану чорної діри. Чорна діра - це фізичне тіло, що створює настільки сильне тяжіння, що червоне зміщення для світла, що випускається поблизу нього, здатне звернутися в нескінченність.

Фізики і астрономи абсолютно впевнені, що чорні діри існують в природі, хоча до цих пір їх виявити не вдалося. Труднощі астрономічних пошуків пов'язані з самою природою цих незвичайних об'єктів. Адже нескінченне червоний зсув, через якого звертається в нуль частота прийнятого світла, робить їх просто невидимими. Вони не світять, і тому в повному розумінні цього слова є чорними. Лише по ряду непрямих ознак можна сподіватися помітити чорну діру, наприклад, в системі подвійної зірки, де її партнером була б звичайна зірка. Із спостережень руху видимої зірки в загальному полі тяжіння такої пари можна було б оцінити масу невидимою зірки, і якщо ця величина перевищить масу Сонця в три і більше разів, можна буде стверджувати, що ми знайшли чорну діру.

Зараз є кілька добре вивчених подвійних систем, в яких маса невидимого партнера оцінюється в 5 або навіть 8 мас Сонця. Швидше за все, це і є чорні діри, але астрономи до уточнення цих оцінок воліють називати ці об'єкти кандидатами в чорні діри.

Гравітаційне уповільнення часу, мірою і свідченням якого служить червоний зсув, дуже значно поблизу нейтронної зірки, а поблизу чорної діри, у її гравітаційного радіуса, воно настільки велике, що час там ніби завмирає.

Для тіла, що потрапляє в поле тяжіння чорної діри, утвореної масою, рівною 3 мас Сонця, падіння з відстані 1 млн. Км до гравітаційного радіуса займає всього близько години. Але по годинах, які покояться далеко від чорної діри, вільне падіння тіла в її поле розтягнеться в часі до безкінечності. Чим ближче падаюче тіло до гравітаційного радіусу, тим більш повільним буде представлятися цей політ віддаленою спостерігачеві. Тіло, що спостерігається здалеку, буде нескінченно довго наближатися до гравітаційного радіусу і ніколи не досягає його. У цьому виявляється уповільнення часу поблизу чорної діри. Таким чином, матерія впливає на властивості простору і часу.

Уявлення про простір і час, формулюються в теорії відносності Ейнштейна, на сьогоднішній день є найбільш послідовними. Але вони є макроскопічними, так як спираються на досвід дослідження макроскопічних об'єктів, великих відстаней і великих проміжків часу. При побудові теорій, що описують явища мікросвіту, ця класична геометрична картина, що припускає безперервність простору і часу (просторово-часової континуум), була перенесена на нову область без будь-яких змін. Експериментальних даних, що суперечать застосуванню теорії відносності в мікросвіті, поки немає. Але сам розвиток квантових теорій, можливо, вимагатиме перегляду уявлень про фізичному просторі та часі. Розроблена теорія суперструн, яка представляє елементарні частинки в якості гармонійних коливань цих струн і пов'язує фізику з геометрією, виходить з багатовимірності простору. А це означає, що ми на новому етапі розвитку науки, на новому рівні пізнання повертаємося до пророкувань А. Ейнштейна 1930 р .: "Ми приходимо до дивного висновку: зараз нам починає здаватися, що первинну роль відіграє простір, матерія ж повинна бути отримана з простору, так би мовити, на наступному етапі. Ми завжди розглядали матерію первинною, а простір вторинним. Простір, образно кажучи, бере зараз реванш і "з'їдає" матерію "[5]. Можливо, існує квант простору, фундаментальна довжина L. Увівши це поняття, ми можемо уникнути багатьох труднощів сучасних квантових теорій. Якщо її існування підтвердиться, то L стане третьою (крім постійної Планка і швидкості світла в порожнечі) фундаментальної постійної у фізиці. З існування кванта простору також слід існування кванта часу (рівного L / c), що обмежує точність визначення часових інтервалів.

Єдність і різноманіття властивостей простору і час.

Оскільки простір і час невіддільні від матерії, правильніше було б говорити про просторово-часових властивостях і відносинах матеріальних систем. Але при пізнанні простору і часу вчені часто абстрагуються від їх матеріального змісту, розглядаючи їх як самостійні форми буття. Зазвичай виділяють загальні і специфічні властивості простору і часу, а також досліджують особливості простору і часу у мікросвіті і мегамире. До загальним ставляться такі просторово-часові характеристики, які і нерозривно пов'язані з іншими її атрибутами. Специфічні, або локальні, властивості проявляються лише на певних структурних рівнях, притаманні тільки деяким класам матеріальних систем.

З загальних властивостей простору і часу слід, насамперед, відзначити:

1. Їх об'єктивність і незалежність від людської свідомості і свідомості всіх інших розумних істот у світі (якщо такі є).

2. Їх абсолютність - вони є універсальними формами буття матерії, що проявляються на всіх структурних рівнях її існування.

3. Нерозривний зв'язок один з одним і з рухомою матерією.

4. Єдність переривчастості і безперервності в їх структурі - наявність окремих тіл, фіксованих в просторі при відсутності будь-яких "розривів" у самому просторі.

5. Кількісну та якісну нескінченність, невід'ємну від структурної нескінченності матерії - неможливість знайти місце, де відсутні б простір і час, а так само невичерпність їх властивостей.

Усюди, де є будь-яка взаємодія і рух матерії, співіснування і зв'язок її елементів, обов'язково наявний простір і час; всюди, де є збереження матерії, тривалість її буття і послідовність зміни станів, буде і час, що включає в свій зміст всі ці процеси.

У літературі не раз висловлювалася точка зору, що після розвитку теорії відносності простір і час вже не можна розглядати як різні атрибути матерії, а їх потрібно об'єднати в понятті чотиривимірного континууму і розглядати як одну форму буття матерії - простір-час. Безумовно, зв'язок між ними нерозривна і реалізується в русі матерії. Всяка зміна просторових властивостей буде зміною в часі, і навпаки. Але все ж простір і час, поряд із загальними характеристиками, мають такі загальні і специфічні властивості, які відносяться тільки до простору або тільки до часу, що дозволяє розглядати їх як різні атрибути матерії.

До загальних властивостей простору відносяться:

1. Протяжність - рядоположенность, існування і зв'язок різних елементів (точок, відрізків, обсягів та ін.), Можливість додавання до кожного даного елементу деякого наступного елементу або можливість зменшення числа елементів. Протяжність тісно пов'язана зі структурностью матеріальних об'єктів, обумовлена ??взаємодією між складовими тіла елементів матерії. Непротяжних об'єкти не володіли б структурою, внутрішніми зв'язками і здібностями до змін, з них не могли б утворюватися ніякі системи.

2. Зв'язність і безперервність - виявляються в характері переміщення тіл від точки до точки, у поширенні впливів через різні матеріальні поля у вигляді близкодействия у передачі матерії та енергії. Зв'язність означає відсутність будь-яких "розривів" в просторі і порушень у поширенні впливів у полях. Разом з тим простору властива відносна переривчастість, що виявляється в окремому існуванні матеріальних об'єктів і систем.

3. Тривимірність - загальна властивість простору, що виявляється на всіх відомих структурних рівнях, органічно пов'язані зі структурними систем та їх рухом. Всі матеріальні процеси та взаємодії реалізуються в просторі трьох вимірів (довжина, ширина, висота). В одновимірному або двовимірному просторі (лінія, площина) не могли б відбуватися взаємодії часток і полів. Три виміри є тим необхідним і достатнім мінімумом, в рамках якого можуть здійснюватися всі типи взаємодій матеріальних об'єктів.

4. Простору на всіх відомих структурних рівнях матерії властива єдність метричних та топологічних властивостей. Метричні властивості виявляються в протяжності і характері зв'язку елементів тел. Метрика може бути різною - евклідової і неевклідової, причому можливо багато різновидів неевклідових просторів з різними значеннями кривизни. Топологічні властивості характеризують зв'язність, тривимірність, безперервність, неоднорідність, нескінченність простору, його єдність з часом і рухом.

Загальні властивості часу:

1. Тривалість - виступає як послідовність змінюють один одного моментів або станів, виникнення за кожним даними інтервалом часу наступних. Тривалість припускає можливість додавання до кожного даного моменту часу іншого, а також можливість поділу будь-якого відрізка часу на менші інтервали. Тривалість обумовлена ??збереженням матерії і її атрибутів, єдністю стійкості і мінливості у світі. Ніякої процес в природі не може відбуватися відразу, миттєво, він обов'язково триває в часі, що обумовлено кінцевою швидкістю поширення взаємодій і зміни станів. Аналогічно протяжності простору тривалість ставитися до метричних властивостях.

2. Тривалість буття об'єктів в часі виступає як єдність перериваної і безперервного. Збереженість матерії і безперервна послідовність її змін, блізкодействіе в причинних відносинах визначають і загальну безперервність часу, яка виявляється в безперервному переході попередніх станів у наступні. Перш ніж відбудеться будь-яке явище в майбутньому, мають здійснитися всі попередні йому зміни, які його викликають. Але час як форма буття матерії складається з безлічі послідовностей і тривалостей існування конкретних об'єктів, кожен їх яких існує кінцевий період. Тому час характеризується переривчастістю буття конкретних якісних станів. Але ця переривчастість відносна, так як між усіма змінюють один одного якостями є внутрішній зв'язок і безперервний перехід.

3. Загальним властивістю часу є незворотність, що означає односпрямоване зміна від минулого до майбутнього. Минуле породжує сьогодення і майбутнє, переходить в них. До минулого відносяться всі ті події, які вже здійснилися і перетворилися у наступні. Майбутні події - це ті, які виникають із справжніх і безпосередньо передують їм подій. Справжнє охоплює всі ті об'єкти, системи та процеси, які реально існують і здатні до взаємин між собою. Взаємодія можлива лише при одночасному співіснуванні об'єктів.

Для об'єктивно існуючих систем даний час охоплює той інтервал, протягом якого вони фізично можуть взаємодіяти між собою шляхом обміну матерією та енергією. Якби швидкість поширення впливів була нескінченною, то це справжнє являло б собою як завгодно малий мить, що дає миттєве перетин всіх подій у Всесвіті - справжніх, минулих і майбутніх. Але швидкість поширення впливів завжди скінченна і не перевищує швидкості світла у вакуумі. Дія завжди відбувається тільки в одному напрямку: від минулого до сьогодення і від нього до майбутнього, але ніколи навпаки.

Незворотність часу, нееквівалентність минулого і майбутнього дедалі більшою мірою усвідомлюються різними науками. Раніше вважалося, що всі фізичні закони інваріантні щодо заміни знака часу, оскільки час в рівняннях квантової і класичної механіки береться в квадраті. Це наводило на думку, що всі фізичні процеси можуть відбуватися однаково як у прямому, так і в зворотному напрямку. Але за останні роки були відкриті процеси, що демонструють незворотність змін у мікросвіті: розпади нестійкість часток (нейтронів, мезонів) з випромінюванням нейтрино. Встановлено, що, і протони можуть розпадатися за період часу порядку 1031лет.

4. Одночасність часу виявляється і в лінійній, генетично пов'язаної між собою, системи вимірів. Якщо для визначення положення тіла в просторі необхідно задати три координати, то для визначення часу достатньо однієї. Якби час мало не одне, а два, три і більше вимірів, то це означало б, що паралельно нашому світу існують аналогічні і ніяк не пов'язані з ним світи - двійники, в яких ті ж самі події розгорталися б в однаковій послідовності.

Розглянемо тепер специфічні і локальні просторово - часові властивості систем. До просторових властивостей відносяться:

1. Контрольні просторові форми тіл, їх положення в просторі по відношенню один до одного, швидкість просторового переміщення, розміри тел.

2. Наявність у них внутрішньої симетрії або асиметрії. Різні види симетрії властиві як макросвіту, так і мікросвіту, є фундаментальним властивістю неживої природи. Живому речовини властиво властивість просторової асиметрії, яким володіє молекула живої речовини.

3. Ізотропності і неоднорідність простору. Ізотропності означає відсутність виділених напрямків (верху, низу та інших), незалежність властивостей тіл, що рухаються по інерції, від напрямку їх руху. Повна изотропность властива лише вакууму, а в структурі речових тел виявляється анізотропія в розподілі сил зв'язку. Вони розщеплюються в одних напрямках краще, ніж в інших. Точно також повна однорідність властива лише абстрактного евклідному простору і є ідеалізацією. Реальний простір матеріальних систем неоднорідний, розрізняється метрикою і значеннями в залежності від розподілу тяжіють мас.

По відношенню до часу специфічними є такі властивості:

1. Конкретна тривалість існування матеріальних систем від їх виникнення до розпаду, ритми процесів в них, співвідношення між циклами змін.

2. Швидкість протікання процесів, темпи розвитку і співвідношення між ними на різних етапах еволюції. Зі збільшенням швидкості руху тіл і в потужних полях тяжіння відбувається відносне уповільнення всіх процесів в тілах, їх власний час як би скорочується по відношенню до часу зовнішніх систем. Кінцівка швидкості поширення взаємодій обумовлює відносність одночасності в різних системах. Події, одночасні в одній системі, можуть бути неодночасними по відношенню до іншої системи, що рухається щодо першої. Все це призводить до того, що у Всесвіті відсутня єдина час, як і одне єдиний простір.

Деякі автори в якості самостійних виділяють: біологічне і соціальний простір і час, індивідуальне, психологічне, художнє історичне і т.д. Підстави для цього є.

У біологічних системах є специфічні просторово - часові властивості: асиметрія розташування атомів в молекулах білка і нуклеїнових кислот, власні тимчасові ритми і темпи зміни внутріорганізменних і надорганізменних біосистем, взаємозв'язок і синхронізація ритмів один з одним, а також з обертанням Землі навколо осі і зміною пір року .

Так само і в суспільстві є специфічні просторові відносини між його елементами, власні ритми і темпи зміни в різних сферах суспільного життя, проявляється прискорення темпів розвитку з прогресом науки і техніки.

Але у всіх цих та інших системах проявляються вказані вище загальні властивості простору і часу і більшість їхніх спільних властивостей.

Висновок.

Теорія відносності показала єдність простору і часу, що виражається в спільному зміну їх характеристик в залежності від концентрації мас і їх руху. Час і простір перестали розглядатися незалежно один від одного і виникло уявлення про просторово-часовому чотиривимірному континуумі.

Спрямованість часу, пов'язана з еволюцією систем, у фізичних картинах світу випливає з другого початку термодинаміки. Спрямованість часу, що визначає принцип причинності, відрізняє тимчасові координати від просторових, причому для одночасних подій немає симетрії між «правим» і «лівим». У сучасній картині світу в основу покладені незворотні процеси, і тому можливо однакове опис живого і неживого світів.

Можна зробити висновок про основні результати до яких приходить теорія відносності:

- Відносність властивостей простору-часу;

- Відносність маси і енергії;

- Еквівалентність важкої та інертною мас.

Література.

1. Горєлов А.А. Концепція сучасного природознавства. - М .: Центр, 1998.

2. Дубніщева Т.Я. Концепція сучасного природознавства. - Новосибірськ: ЮКЕА, 1997.

3. Єремєєва А.І. Астрономічна картина світу та її творці. -М .: Наука, 1984.

4. Концепція сучасного природознавства / під ред. Лавриненко В.М. -М. 1997.

5. Моїсеєв Н.Н. Час в нас і поза нами. -Л .: Лениздат, 1994.

6. Пригожин І., Стенгерс І. Порядок з хаосу. -М .: Світ, 1986.

7. Рейхенбах Г. Філософія простору і часу. -М .: Наука, 1985.

8. Ейнштейн А., Інфельд Л. Еволюція фізики. -М., 1965.

9. Ейнштейн А. Збірник наукових праць. Т. II -М., 1966.

[1] Єремєєва А. І. Астрономічна картина світу та її творці. - М .: Наука, 1984. С. 157

[2] Ейнштейн А., Інфельд Л. Еволюція фізики. -М..1965.- С. 130.

[3] Ейнштейн А., Інфельд Л. Еволюція фізики. -М., 1965.- С. 126.

[4] Рейхенбах Г. Філософія простору і часу. - М .: Наука, 1985. С. 225.

[5] Ейнштейн А. Збірник наукових праць Т II. М, 1966. С.243

Авіація і космонавтика
Автоматизація та управління
Архітектура
Астрологія
Астрономія
Банківська справа
Безпека життєдіяльності
Біографії
Біологія
Біологія і хімія
Біржова справа
Ботаніка та сільське господарство
Валютні відносини
Ветеринарія
Військова кафедра
Географія
Геодезія
Геологія
Діловодство
Гроші та кредит
Природознавство
Журналістика
Зарубіжна література
Зоологія
Видавнича справа та поліграфія
Інвестиції
Інформатика
Історія
Історія техніки
Комунікації і зв'язок
Косметологія
Короткий зміст творів
Криміналістика
Кримінологія
Криптологія
Кулінарія
Культура і мистецтво
Культурологія
Логіка
Логістика
Маркетинг
Математика
Медицина, здоров'я
Медичні науки
Менеджмент
Металургія
Музика
Наука і техніка
Нарисна геометрія
Фільми онлайн
Педагогіка
Підприємництво
Промисловість, виробництво
Психологія
Психологія, педагогіка
Радіоелектроніка
Реклама
Релігія і міфологія
Риторика
Різне
Сексологія
Соціологія
Статистика
Страхування
Будівельні науки
Будівництво
Схемотехніка
Теорія організації
Теплотехніка
Технологія
Товарознавство
Транспорт
Туризм
Управління
Керуючі науки
Фізика
Фізкультура і спорт
Філософія
Фінансові науки
Фінанси
Фотографія
Хімія
Цифрові пристрої
Екологія
Економіка
Економіко-математичне моделювання
Економічна географія
Економічна теорія
Етика

8ref.com

© 8ref.com - українські реферати


енциклопедія  бефстроганов  рагу  оселедець  солянка