2020-08-05
195
Важную роль в развитии естествознания сыграл принцип относительности, впервые сформулированный Галилеем для механического движения. Механическое движение относительно, и его характер зависит от системы отсчета. Система, в которой выполняется первый закон Ньютона, наз. инерциальной (инерциальная система – система, на кот. действуют другие тела и она движется равномерно и прямолинейно относительно другой системы). Для инерциальных систем выполняется механический принцип относительности – принцип относительности Галилея: во всех инерциальных системах отсчета законы классической динамики имеют одинаковую форму. Этот принцип означает, что уравнения динамики при переходе их одной инерциальной системы к другой не изменяются, т.е. инвариантны по отношению к преобразованию координат.
Пуанкаре распространил механический принцип относительности на все электромагнитные процессы, а Эйнштейн использовал его для специальной теории относительности, принципы которой он сформулировал в 1905 г. В обобщенном виде принцип относительности формулируется так: все инерциальные системы отчета равноправны между собой (неотличимы друг от друга) в отношении протекания физических процессов или, другими словами, физические процессы не зависят от равномерного и прямолинейного движения системы отсчета.
Специальная теория относительности включает два постулата:
принцип относительности: никакие опыты, проведенные в данной инерциальной системе отсчета, не дают возможности обнаружить, покоится ли эта система или движется равномерно и прямолинейно; все законы природы инвариантны по отношению к переходу от одной инерциальной системы к другой;
принцип инвариантности скорости света: скорость света в вакууме не зависит от скорости движения источников света или наблюдателя и одинакова во всех инерциальных системах отсчета.
Здесь пространство и время носят относительный характер. Из данной теории следуют необычные пространственно-временные свойства: относительность длин и промежутков времени, относительность одновременности событий.
Общая теория относительности, или теория тяготения, - результат развития специальной теории относительности. Из нее вытекает, что св-ва пространства-времени зависят от поля тяготения. При переходе к космическим масштабам геометрия пространства-времени может изменяться от одной области к другой в зависимости от концентрации масс материальных объектов и их движения. В поле тяготения пространство-время обладает кривизной. Слабой кривизне соответствует обычная ньютоновская гравитация. Однако в сильных гравитационных полях, создаваемых массивными космическими объектами, искривление пространства-времени становится существенным. Если подобный объект совершает колебательное или вращательное движение, кривизна периодически изменяется. Распространение таких изменений в пространстве рождает гравитационные волны. Квантовые гравитационные волны соответствуют гравитону – частице с нулевой массой покоя. Ни гр. волны, ни гравитоны экспериментально не обнаружены.
22. Принцип причинности и лапласовский детерминизм.
Причинное объяснение многих физических явлений в конце XVIII – начале XIX в. привело к абсолютизации классической механики. Возник лапласовский детерминизм (точное однозначное определение состояния механической системы и ее предыдущего состояния), который выражает идею абсолютного детерминизма – уверенность в том, что все происходящее имеет причину в человеческом понятии, и есть познанная и еще непознанная разумом необходимость. В конце XIX в. детерминизм потерпел поражение, когда выяснилось, что для некоторых природных процессов невозможно определить причину (напр., радиоактивный распад). Подобные процессы объективно случайны, а не потому, что мы не модем указать их причину из-за недостатка наших знаний. И наука при этом не перестала развиваться, а обогатилась новыми законами, принципами и концепциями, что свидетельствует об ограниченности классического принципа - лапласовского детерминизма. Согласно современным представлениям, классическая механика имеет свою область применения: для тел, скорости которых значительно меньших скорости света. Истинность законов классической механики не вызывает сомнений. Она навсегда останется совершенно необходимым «мостом», соединяющим человека со все более глубокими уровнями микро- и мегамира.
Основная задача классической механики.
Классическая механика Ньютона сыграла и играет до сих пор огромную роль в развитии естествознания. Она объясняет множество физических явлений и процессов в земных и внеземных условиях, составляет основу многих технических достижений. На ее фундаменте формировались естественно-научные методы исследований в различных отраслях естествознания. Вплоть до начала XX в. в науке господствовало механистическое мировоззрение: все явления природы можно было объяснить движениями частиц и тел. Утверждению такого воззрения способствовала молекулярно-кинетическая теория в-ва, позволившая понять механизм теплового движения молекул.
Согласно современным представлениям, классическая механика имеет свою область применения: для тел, скорости которых значительно меньших скорости света.
