Концепция единого пространства-времени

Единицы измерения и системы единиц.

Концепция измерения в классическом естествознании.

Образ природы в классическом естествознании.

Элементы современной физической картины мира. Ретроспективный взгляд на формирование естественнонаучных представлений. Особенности описания природы в классической версии естественнонаучной картины мира. Особенности описания природы в неклассической версии естественнонаучной картины мира.

Лекция №3.

Сформулируйте две фундаментальные парадигмы естествознания.

а. Парадигма динамикии парадигма эволюции.

б. Парадигма времени и парадигма пространства.

в. Парадигма динамики и парадигма времени

г. Парадигма пространства и парадигма эволюции.

При измерении любой физической величины автоматически предполагается возможность осуществления серии экспериментов, в частности, чтобы составить представление о некой характеристике системы самой по себе, необходимо проанализировать результаты серии экспериментов по ее измерению в разных состояниях. Наоборот, чтобы составить представление о некоем состоянии самом по себе, необходимо проанализировать результаты серии экспериментов по измерению в этом состоянии разных наблюдаемых характеристик.

Разновидностью прямых измерений является использование так называемого компенсационного метода, когда производят сравнение исследуемой величины с известной однородной ей величиной (путем их взаимной компенсации). Примером таких измерений служит взвешивание на рычажных весах с помощью гирь.

Косвенными называют измерения, результат которых определяется путем расчета на основании данных по прямым измерениям других величин. Для этого должна быть заранее известна взаимосвязь между ними в виде определенной формулы.

Международная система единиц (СИ). Она основана на наборе основных единиц, отвечающих измерению наиболее фундаментальных физических величин: длины, массы, промежутка времени, электрического тока и температуры. Для них установлены современные эталоны и существует специальная метрологическая служба, следящая за их совершенством. В то же время очень часто используется и целый ряд внесистемных единиц измерения.

Пространство – это порядок взаимного расположения материальных объектов, пространственные отношения между материальными объектами, а время – это временные отношения процессов друг к другу.

Отсюда следует первое общее свойство пространства и времени – их относительность. Второе общее свойство пространства и времени – их взаимозависимость. Чтобы описать временные отношения, вводится эталонный процесс, называемый часами. В качестве часов можно использовать любой процесс, в котором периодически повторяется одно и то же состояние материального объекта.

Движение частицы. Взаимосвязь Пространства и времени.

Ответ на этот вопрос нашел Галилей, которого можно считать основателем физики как науки. Он первым понял, что описание движений любых тел выглядит одинаково как в неподвижной системе отсчета, так и в любой системе отсчета, которая движется равномерно и прямолинейно с постоянной скоростью относительно условно неподвижной СО. Такие СО называются инерциальными (ИСО). Соответственно, СО, движущиеся ускоренно, называются неинерциальными. (НСО)

ИСО от неинерциальной СО можно отличить по тому, как ведет себя в ней свободная частица (будет ли у нее вектор скорости постоянен или нет). Что касается движения с постоянной скоростью, то отличить его от покоя принципиально невозможно. Состояния равномерного прямолинейного движения и покоя является относительными.

Целостное описание пространства-времени.

Концепция единого пространства-времени Эйнштейна противостоит представлениям Ньютона о бесконечной протяженности в виде абсолютного пространства, вмещающем материю, и равномерной длительности в виде абсолютного времени, в котором все возникает и исчезает. Именно эта концепция позволила сформулировать взгляд на природу в рамках классической стратегии познания и создать основание для единого описания частиц или электромагнитного поля. Она основана на достоверных экспериментальных фактах и охватывает самые общие формы бытия материи. Многообразие пространственно-временных отношений проявляется на всех структурных уровнях материи, как в классической, так и в неклассической физике.