конспект лекций ксе. Тема 1. Эволюция научного метода и естественнонаучной картины мира
 Скачать 108.51 Kb.
|
Тема №2. Пространство, время, симметрияВопросы: Принцип симметрии, законы сохранения; Эволюция представлений о пространстве и времени; Специальная теория относительности; 4 Общая теория относительности 1 Принцип симметрии, законы сохраненияСимметрия (от греч. – соразмерность) – однородность, пропорциональность, гармония. Симметрия – это признак полноты и совершенства. Если лишить элементы симметрии, предмет утрачивает свое совершенство и красоту, т.е. эстетическое содержание. Принципы симметрии делятся на пространственно-временные (геометрические или внешние) и внутренние, описывающие свойства элементарных частиц. Сдвиг системы отсчета не меняет физических законов, т.е. все точки пространства равноправны, иными словами пространство изотропно. Изотропия означает - однородность пространства. Сдвиг во времени не меняет физических законов, т.е. все моменты времени объективно равноправны. Время однородно. Это означает, что можно любой момент времени взять за начало отсчета. Закон сохранения энергии основан на симметрии относительно сдвигов во времени. Законы природы одинаковы во всех инерциальных системах отсчета. Зеркальная симметрия природы – отражение пространства в зеркале – не меняет физических законов. Необратимость, существующая в макромире, имеет статистическое происхождение и связана с неравновесным состоянием Вселенной. Замена всех частиц на античастицы не влияет на физические законы, не меняет характера процессов природы. В квантовой теории предполагается взаимное превращение элементарных частиц: а) при всех превращениях элементарных частиц сумма электрических зарядов частиц остается неизменной, т.е. до и после превращения сумма зарядов частиц должна остаться неизменной; б) ядерный заряд остается постоянным; Особую значимость для познания природы приобрел закон сохранения энергии как отражение симметрии времени – его однородности. Энергия есть общая мера различных форм движения и взаимодействия всех видов материи. Установленный экспериментально закон сохранения и превращения энергии утверждает, что суммарная энергия изолированной системы не изменяется. 2 Эволюция представлений о пространстве и времениПространство и время как всеобщие и необходимые формы бытия материи являются фундаментальными категориями в современной физике и других науках. Большинство физических понятий вводятся посредством операционных правил, в которых используются расстояния в пространстве и время. Пространство и время относятся к фундаментальным понятиям культуры. Материальные структуры (все, существующее во Вселенной, живое и неживое) определенным образом упорядочены. Существуют две формы описания упорядоченности материальных тел и процессов: пространственная и временная. Эволюцию представлений о пространстве и времени можно разделить на четыре периода: А) доньютоновский период; Б) постньютоновский период; В) постэйнштейновский период и Г) ультрасовременные взгляды на пространство-время. А). Доньютоновский период. В основном в этом периоде существовало две доктрины: атомизме (Демокрита) и системе (Аристотеля). Б). Постньютоновский период Ньютон предлагает различать два типа понятий пространства и времени абсолютные и относительные. Абсолютное, истинное, математическое время протекает равномерно и иначе называется длительностью; Относительное, кажущееся, употребляемая в обыденной жизни вместо истинного математического времени, как то час, день, месяц, год; Абсолютное пространство остается всегда одинаковым и неподвижным; Относительное пространство принимается за пространство неподвижное. Время и пространство составляют как бы вместилища самих себя и всего существующего. |