Концепции и принципы неклассического - полевого, квантового и квантово-полевого физического естествознания

Электрическое поле фарадея-Максвелла, электрическое взаимодействие и принципы специальной теории относительности - теории пространства-времени Эйнштейна и Минковского

Традиционная физика и соответственное ей традиционное естествознание завершились созданием термодинамики. На очереди стояли учения об электричестве и магнетизме, которые, казалось, должны были получить осознание в рамках обычного традиционного миропонимания. Но этому не судьба Концепции и принципы неклассического - полевого, квантового и квантово-полевого физического естествознания было реализоваться. Зание загадок электромагнетизма привело к началу нового шага в физике, во всем естествознании и во всей науке — привело к шагу неклассической рациональности.

Новенькая рациональность начиналась еще в недрах традиционной рациональности практически так. В XVIII веке французом Шарлем Кулоном (1736-1806) был открыт именитый закон взаимодействия точечных электронных зарядов — закон Кулона Концепции и принципы неклассического - полевого, квантового и квантово-полевого физического естествознания: , где q1, q2 — электронные заряды, r — расстояние меж зарядами, k — коэффициент пропорциональности, определяемый выбором единиц измерения величин зарядов и расстояния. Закон Кулона, как лицезреем, практически совпадает, по виду и форме, с законом глобального тяготения Ньютона, и это позволяло физикам многие годы мыслить, что электронное взаимодействие сводимо к гравитационному тяготению. Но это Концепции и принципы неклассического - полевого, квантового и квантово-полевого физического естествознания было кажущееся совпадение. Экспериментальные исследования Гальвани (1737-1798) и Вольта (1745-1827) проявили тесноватую связь электронных, хим (и даже био) явлений. Вопрос об отношении электричества и магнетизма оставался запутанным до открытия Эрстеда (1777-1851) в 1820 году, когда он случаем, в процессе лекционного демо опыта, нашел воздействие, оказываемое электронным током, пропускаемым по проволоке, на компас, оказавшийся Концепции и принципы неклассического - полевого, квантового и квантово-полевого физического естествознания поблизости от проволоки. С 1820 года насыщенной разработкой первой теории электромагнетизма — электродинамики, занялся французский ученый Ампер (1775-1836). Теория Ампера была сотворена по виду и духу «Начал» Ньютона, что позволило британцу Джеймсу Максвеллу именовать французского ученого «Ньютоном электричества». Сделанная Ампером электродинамика, основанная на представлении о моментальной передаче электрических взаимодействий (т. е. с Концепции и принципы неклассического - полевого, квантового и квантово-полевого физического естествознания нескончаемой скоростью), должна быть отнесена к теориям типа теорий дальнодействия.

Но поочередную, единственно признаваемую и сейчас, теорию электрических явлений удалось выстроить только самому Максвеллу, который отказался от представления о дальнодействии й взял за базу в электромагнетизме идею о поле, выдвинутую в первый раз величавым физиком-экспериментатором Майклом Фарадеем (1791-1867), который Концепции и принципы неклассического - полевого, квантового и квантово-полевого физического естествознания благодаря своим опытам обосновал также тождественность разных видов электричества. Установленные Фарадеем законы электролиза обосновывали выдающийся факт природы — дискретность электронного заряда. Начиная с 30-х годов XIX столетия, у Фарадея, под воздействием проводимых им тестов, начинает формироваться мысль о передаче электрических взаимодействий средством поля. По воззрению А. Эйнштейна, мысль поля Концепции и принципы неклассического - полевого, квантового и квантово-полевого физического естествознания была важнейшим открытием не только лишь в физике, но во всей традиционной науке, со времен Ньютона (Эйнштейн тогда еще не подозревал, что электромагнетизм, опыты Фарадея и теория Максвелла дали начало новенькому шагу науки — неклассическому).

Ученым, который понял глубину и оригинальность представлений Фарадея о поле на примере электрического поля Концепции и принципы неклассического - полевого, квантового и квантово-полевого физического естествознания, стал конкретно Джеймс Максвелл (1831-1867). В 1865 году Максвелл опубликовал свою основополагающую работу «Динамическая теория электрического поля», в какой он вывел математические уравнения теории поля — уравнения Максвелла. Одним из самых необыкновенных выводов электрической теории Максвелла было указание на возможность распространения электрических волн со скоростью света. Вывод Максвелла о том, что Концепции и принципы неклассического - полевого, квантового и квантово-полевого физического естествознания свет — электрические волны, по праву считается верхушкой его исследовательских работ в области электромагнетизма. Электрическая теория волн и поля позволяет лучшим образом разъяснить все явления, связанные со светом.

Особая теория относительности. Есть одно замечательное явление в природе, которое аккомпанирует человека фактически безпрерывно ну и, возможно, обуславливает существование самого человека — это свет. Принципиальное место Концепции и принципы неклассического - полевого, квантового и квантово-полевого физического естествознания в дилемме света занимал вопрос о его скорости, который не смогли прояснить ученые ни в древние, ни в средние века. Но вот Авиценна, к примеру, считал, что эта скорость хотя и очень велика, но ограничена. Первую известную, но безуспешную попытку измерения скорости света сделал еще величавый Концепции и принципы неклассического - полевого, квантового и квантово-полевого физического естествознания Галилей. 1-ое же успешное измерение скорости распространения света было проведено датским астрологом О. Ремером в 1676 году, использовавшим для этого экспериментальный факт запаздывания затмений спутников Юпитера, которое он разъяснял конечностью скорости распространения света. В XIX веке некие физики развивали теорию эфира с целью разъяснения природы распространения света в пространстве. Сразу с этим проводились Концепции и принципы неклассического - полевого, квантового и квантово-полевого физического естествознания опыты по все более четкому определению скорости света. В 1881 году южноамериканский ученый Альберт Майкелъсон (1852-1931) совместно с ассистентом Мор-ли, при помощи сконструированного ими интерферометра, обусловили скорость света с точностью до восьмого знака (т. е. с точностью до нескольких м/с, и это-то при величине скорости света около Концепции и принципы неклассического - полевого, квантового и квантово-полевого физического естествознания 300 000 тыс. км/с). У Майкельсо-на была определенная цель: подтвердить существование постулированного еще в древние времена эфира и найти «эфирный ветер», следствием которого было бы различие в скорости света в различных направлениях по отношению к скорости движения Земли по околосолнечной орбите. Итог оказался отрицательным, под таким заглавием он известен Концепции и принципы неклассического - полевого, квантового и квантово-полевого физического естествознания в науке — плохой результат опыта Майкелъсона.

Из опытов Майкельсона следовало, что для света не производится принцип сложения скоростей традиционной механики (вот это и есть 1-ое противоречие канонам традиционной физики, в XX столетии их, этих противоречий, последует еще несколько), скорость света не находится в зависимости от скорости движения источника света Концепции и принципы неклассического - полевого, квантового и квантово-полевого физического естествознания. К примеру, согласно традиционной механике, скорость света от звезды, измеряемая по ходу движения Земли, должна быть 300030 км/с, а всегда выходит 300000 км/с. Т. е. «с» плюс либо минус «v», все равно получим «с»!

Разрешить эту, на 1-ый взор, неразрешимую делему сумел в 1905 году величавый германский физик Альберт Эйнштейн Концепции и принципы неклассического - полевого, квантового и квантово-полевого физического естествознания, создавший для этого специальную теорию относительности (100) либо так именуемую релятивистскую механику, заменившую для стремительных, околосветовых скоростей традиционную механику. В базу новейшей теории движения и пространства-времени Эйнштейном были положены два постулата:

1. Релятивистский принцип относительности — в всех инерциальных системах все физические процессы — механические, оптические, электронные и другие — протекают идиентично, либо, в Концепции и принципы неклассического - полевого, квантового и квантово-полевого физического естествознания формулировке российского русского физика Владимира Фока, явления природы не зависят от неускоренного движения.

2. Принцип всепостоянства скорости света — скорость света в вакууме не находится в зависимости от скоростей движения источника и приемника, она схожа во всех направлениях, во всех инерциальных системах отсчета. Время от времени этот принцип интерпретируют как Концепции и принципы неклассического - полевого, квантового и квантово-полевого физического естествознания принцип существования предельной скорости распространения (к примеру, В. Фок).

Позже, в 1908 г., в теорию Эйнштейна внедрилась мысль германского математика, выходца из Рф, Германа Минковского о том, что весь наш мир представляет собой четырехмерный пространственно-временной континуум событий. По другому, таковой континуум следует осознавать как сплошное четырехмерное пространство-время глобальных точек Концепции и принципы неклассического - полевого, квантового и квантово-полевого физического естествознания событий, в геометрическом представлении (описании) которого три измерения (размерности) несут ответственность за место и одно измерение (размерность) — за время. При таком выборе описания глобальных событий частичке, хоть какому объекту соответствует так именуемая глобальная линия. Точки этой полосы определяют координаты частички во все моменты времени. Так, к примеру Концепции и принципы неклассического - полевого, квантового и квантово-полевого физического естествознания, умеренно и прямолинейно передвигающейся вещественной частичке соответствует ровная глобальная линия. Посреди главных следствий 100 можно выделить такие:

а) продольные размеры передвигающегося тела всегда меньше размеров покоящегося;

б) передвигающиеся часы идут медлительнее покоящихся часов (время замедляется);

в) действия, одновременные в одной системе отсчета, никогда не будут одновременными в какой-нибудь другой системе;

г Концепции и принципы неклассического - полевого, квантового и квантово-полевого физического естествознания) одновременность — понятие относительное (имен но анализ понятия одновременности привел Эйнштейна к созданию 100);

д) масса передвигающегося тела всегда больше массы покоящегося тела.

Новый вид и новейшую суть приобретает аксиома сложения скоростей V1 и V2; если в ньютоновой механике ее вид был V = V1 + V2, то в эйнштейновой Концепции и принципы неклассического - полевого, квантового и квантово-полевого физического естествознания он такой:

Видно, что если подставить в эту формулу самые предельные скорости с, то V будет равно с! Во всех других случаях

Таким макаром, в этой новейшей теории места и времени утрачивают свою физическую абсолютность: обычное евклидово (пифагорейское) расстояние, ньютоново время, ньютонова масса, ее импульс, энергия (но законы сохранения Концепции и принципы неклассического - полевого, квантового и квантово-полевого физического естествознания этих величин не нарушаются!). Большая часть отмеченных физических черт объектов оказываются чувствительны к отношению скорости их движения v к скорости света с — отношению v/c, так что все наблюдаемые и регистрируемые новые эффекты, именуемые релятивистскими, появляются при приближении этого дела к 1. Оказалось, что ничто вещественное, т. е имеющее массу, не может Концепции и принципы неклассического - полевого, квантового и квантово-полевого физического естествознания достигнуть скорости света! В эйнштейновой релятивистской механике появилась самая именитая формула в мире, кстати, высеченная на надгробии Альберту Эйнштейну в Принстоне. Это формула для энергии массы т, популярная фактически всякому грамотному человеку, а конкретно, Е = тс2. Это совсем не энергия движения массы т, так как, повторим, никакая Концепции и принципы неклассического - полевого, квантового и квантово-полевого физического естествознания масса не может достигнуть скорости света с, это некоторая запасенная энергия этой массой, характеризующая ее потенциальные энерго способности. При определенных критериях эта энергия вся, без остатка, может перевоплотиться в энергию излучения или кванта электрического поля Е = hn, или кванта какого-то другого поля (см. п. 4.4). Такие способности появляются при реакции Концепции и принципы неклассического - полевого, квантового и квантово-полевого физического естествознания аннигиляции всех частиц и античастиц, к примеру, при лобовом столкновении электрона и позитрона.

Рассмотренная эйнштейнова формула энергии парадоксальна (либо противоречива) тем, что масса т в ней множится на квадрат скорости света с, скорости, которой она сама никогда достигнуть не может! Так как скорость света есть предельная, универсальная скорость Концепции и принципы неклассического - полевого, квантового и квантово-полевого физического естествознания в мировом пространстве (во Вселенной), то разумеется, что и сама масса есть проявление (следствие) универсальных параметров мирового места и времени, так что ни масса, ни место, ни время не отделимы одно от другого и третьего, ни от одной из собственных трехгранных сущностей. Их объединяющая базовая связь, их типичное родство, единство их Концепции и принципы неклассического - полевого, квантового и квантово-полевого физического естествознания общей природы отменно проявляется уже в 100, что, кстати, до нас не отметил пока никто из интерпретаторов 100. Эйнштейн обосновал их физическую связь математически, т. е. количественно, в общей теории относительности. Концептуальные положения этой теории подвергнутся рассмотрению тщательно в п. 4.2, а ее космологические и космогонические следствия и структура Вселенной Концепции и принципы неклассического - полевого, квантового и квантово-полевого физического естествознания — в главе 6.

Основной, базовый смысл 100 (как его определяет российский академик Анатолий Логунов) заключается в том, что все явления (физические, хим, био и пр.) протекают в четырехмерном пространстве-времени, геометрия которого псевдоевклидова. Псевдоевклидовой принято нередко именовать геометрию Минковского, в какой квадрат расстояния меж 2-мя глобальными точками (он именуется интервал) на Концепции и принципы неклассического - полевого, квантового и квантово-полевого физического естествознания какой-нибудь плоскости, к примеру, с координатами ct и х, определяется не суммой их квадратов, как в геометрии Евклида, а их разностью. В дополнение имеющихся неевклидовых геометрий Лобачевского и Римана (о их читайте в п. 4.2), геометрия Минковского стала очередной, вновь сделанной человечьим гением геометрией, которую физики стали использовать для зания явлений Концепции и принципы неклассического - полевого, квантового и квантово-полевого физического естествознания; и структуры природы.

Ценность и фундаментальность специальной теории относительности заключается в неограниченно глубочайшем воздействии 100 на физическое миропонимание. В предстоящем приведенные в соответствие со специальной теорией относительности физические теории стали называться релятивистскими. К примеру, есть традиционная механика передвигающихся и покоящихся тел, и есть релятивистская механика этих тел, нерелятивистская Концепции и принципы неклассического - полевого, квантового и квантово-полевого физического естествознания и релятивистская квантовая механика и т. д.

Резюме

Особая теория относительности Эйнштейна занесла революционные конфигурации в ряд базовых понятий прежней традиционной физики: места, времени, размера (протяженности) тел, массы. Оказалось, что время не является абсолютной величиной, оно находится в зависимости от системы отсчета, более того, пространственные координаты неразрывно связаны с течением времени, образуя пространственно Концепции и принципы неклассического - полевого, квантового и квантово-полевого физического естествознания-временное обилие. Как показал Минковский, геометрия этого пространства-времени очень похожа на евклидову, но, в силу различия символов перед квадратами пространственных координат и времени в выражении — аналоге аксиомы Пифагора, эта геометрия именуется неевклидовой. Продольные размеры передвигающегося тела всегда меньше покоящегося. Передвигающиеся часы идут медлительнее покоящихся часов. Действия, одновременные Концепции и принципы неклассического - полевого, квантового и квантово-полевого физического естествознания в одной системе отсчета, никогда не будут одновременными в хоть какой другой системе. Одновременность — понятие относительное. Масса передвигающегося тела всегда больше массы покоя.

Поле глобального тяготения, гравитационное взаимодействие и постулаты общей теории относительности Эйнштейна - теории места, времени, материи, тяготения и движения

О движении планет и тяготении. Последующая ветвь физического Концепции и принципы неклассического - полевого, квантового и квантово-полевого физического естествознания естествознания, приведшая к формированию новых мыслях неклассической рациональности — теория тяготения, получившая первоначальное развитие в работах самого Ньютона, основоположника традиционной рациональности. Одно из наиважнейших физических взаимодействий — тяготение, оказывается впрямую связано с тайнами «звездного неба», которые любознательный человечий мозг желал разгадать с стародавних времен. «Небеса» — Вселенная, ее структура, ее целостное мироздание, космос как Концепции и принципы неклассического - полевого, квантового и квантово-полевого физического естествознания общность всего мира — вот неизменная забота творческого человека. Вспомним 1-ые модели мира (см. главу 2). Не повторяя уже произнесенного, отметим, что согласно мифологическим представлениям различных народов, к примеру, старых египтян, Вселенная имеет вид большой равнины, вытянутой с севера на юг, а в центре ее находится Египет. Византийский философ Концепции и принципы неклассического - полевого, квантового и квантово-полевого физического естествознания Козьма Индикоплевст (Индикоп-лов) в «Христианской топографии», сделанной в 535 г. и получившей распротранение в Старой Руси, писал, что Вселенная представляет собой «ящик», небесный свод которого поддерживается 4-мя стенками, а снутри, со всех боков окруженная океаном, находится Земля с большой горой. Отлично понятно, что один из самых выдающихся древнегреческих мыслителей Гераклит Эфесский Концепции и принципы неклассического - полевого, квантового и квантово-полевого физического естествознания еще в V в. до н. э. провидчески считал по другому: «Мир, единый из всего, не сотворен никем из богов и никем из людей, а был, есть и будет вечно живым огнем, закономерно воспламеняющимся и закономерно угасающим...» Примеры легенд и догадок различных школ и эпох можно умножать и умножать Концепции и принципы неклассического - полевого, квантового и квантово-полевого физического естествознания.

Первую математическую систему (теорию) строения мира — Вселенной, объясняющую движение планет (звезды казались недвижными), как уже упоминалось в п. 2.1, сделал греческий астролог, математик и философ Евдокс Книдский (400-347 гг. до н. э.). Уместно также напомнить, что представление о равномерном радиальном движении небесных тел (планет), самом совершенном из всех вероятных движений, как Концепции и принципы неклассического - полевого, квантового и квантово-полевого физического естествознания тогда числилось, поддерживали величайшие мыслители античности Платон и Аристотель. Практически две тыщи лет, со II в. н. э., в древней и средневековой науке просуществовала геоцентрическая модель мира Птолемея, основанная на идеях Евдокса, Каллипа, Платона, Аристотеля, Эратосфена, Аполлония Пергского и Гиппарха. Но два главных концептуальных положения этой картины были неверными Концепции и принципы неклассического - полевого, квантового и квантово-полевого физического естествознания — 1-ое, Евдокса, что Земля занимает центральное положение посреди узнаваемых небесных тел, и 2-ое, Аристотеля, о том, что тела свободно падают тем резвее, чем больше их вес. О том, что причина этому явлению -тяготение, никто тогда из мыслителей не знал, не гласил и так не задумывался. 1-ое Концепции и принципы неклассического - полевого, квантового и квантово-полевого физического естествознания положение основывалось на предубеждении об исключительном положении Земли в мироздании, 2-ое — на убеждении в непреложную правоту Аристотеля; каждое положение казалось незыблемым, но по прошествии многих веков, они были все-же опровергнуты, что еще раз подтверждает тезис Карла Поп-пера о прогрессе науки в итоге исключения липовых гипотез. В неточности Концепции и принципы неклассического - полевого, квантового и квантово-полевого физического естествознания идеи Аристотеля о нраве падения тел первым аргументированно стал колебаться грек Иоанн Филопон из Александрии в VI в., позже — британец Томас Брадвардин (ок. 1290-1349) из Оксфорда, француз Жан Буридан (ок. 1300-1360). Совсем эту идею опроверг Галилей, осуществив 1-ый в истории науки опыт, следя падение разных тел с Пизанской башни.

Положение же о Концепции и принципы неклассического - полевого, квантового и квантово-полевого физического естествознания геоцентирической модели птолемеевой картины мироздания было опровергнуто только Николаем Коперником в XVI веке. В его книжке «Об воззваниях небесных сфер» (1543 г.) была изложена новенькая система мира, которая в предстоящем получила заглавие коперни-ковой либо гелиоцентрической. Солнце («центральный огонь» в пифагорейской и др. идеологиях) в этой модели заняло центральное положение Концепции и принципы неклассического - полевого, квантового и квантово-полевого физического естествознания посреди узнаваемых планет, законы движения которых были несколько позже, сначала XVII в., открыты Иоганном Кеплером на базе обработки больших массивов эмпирических наблюдений астрологов за предыдущие века, посреди которых особенное место занимали астрономические наблюдения датского астролога Тихо де Браге за планеткой Марс. Природа движения планет, ну и всех других небесных Концепции и принципы неклассического - полевого, квантового и квантово-полевого физического естествознания тел, состояла в тяготении всех масс друг к другу, как это в первый раз показал Исаак Ньютон. Ньютонов постулат тяготения состоял в прямой пропорциональности силы тяготения величинам тяготеющих масс, т. е. произведению масс, и оборотной квадратичной пропорциональности расстояния меж ними. Закону этому самим Ньютоном была придана всемировая общность Концепции и принципы неклассического - полевого, квантового и квантово-полевого физического естествознания, в итоге чего он получил заглавие закона глобального тяготения. Это один из самых узнаваемых людям глобальных законов природы (такую же беспримерную известность имеет закон взаимодействующих электронных зарядов Шарля Кулона). Вкупе с тем так в естествознание в первый раз просочилось представление о содействии, порождающем либо даже заменяющим силу, — представление о тяготении. Это взаимодействие Концепции и принципы неклассического - полевого, квантового и квантово-полевого физического естествознания издавна принято именовать гравитационным, и, как мы знаем на данный момент, оно наислабейшее из всех узнаваемых на сей день взаимодействий, но, не в пример другим, имеет неограниченный радиус деяния и, как оказывается, по природе, самое сложное из их.

Ньютоновское тяготение воистину универсально (от лат. universum — «мир как Концепции и принципы неклассического - полевого, квантового и квантово-полевого физического естествознания целое», «все сущее», Вселенная и universalis — общий, всеобщий). Оно положило конец взорам старых греков и идеям средневековья о принципном отличии законов природы на Земле и на небе. Но непонятой и непонятной оставалась природа самого тяготения, действующего через пустоту. Это ясно осознавал и сам Ньютон. В связи с этим практически всегда Концепции и принципы неклассического - полевого, квантового и квантово-полевого физического естествознания цитируют часть последующего отрывка из письма Ньютона от 25 февраля 1693 г. д-ру Бентли: «Непостижимо, — пишет Ньютон, — чтоб неодушевленная, грубая материя могла без посредства чего-либо нематериального действовать и оказывать влияние на другую материю без обоюдного соприкосновения, как это должно бы происходить, если б тяготение в смысле Эпикура было Концепции и принципы неклассического - полевого, квантового и квантово-полевого физического естествознания значимым и прирожденным в материи. Полагать, что тяготение является значимым, неразрывным и прирожденным свойством материи, так что тело может действовать на другое на любом расстоянии в пустом пространстве, без посредства чего-либо передавая действие и силу, — это, по-моему, таковой бред, который немыслим ни для кого, умеющего довольно разбираться Концепции и принципы неклассического - полевого, квантового и квантово-полевого физического естествознания в философских предметах. Тяготение должно вызываться деятелем, повсевременно действующим по определенным законам. Является ли, но, этот деятель вещественным либо нематериальным, решать это я представил моим читателям».

В этом состояло и состоит типичное завещание Ньютона и своим современникам и следующим поколениям потомков, в этом случае нам. Пока мы эту задачку Концепции и принципы неклассического - полевого, квантового и квантово-полевого физического естествознания полностью не решили, но определенные заслуги, благодаря величавым математикам Николаю Лобачевскому (1793-1860), Бернхарду Риману (1826-1886) и физику Альберту Эйнштейну, имеем.

О неевклидовых геометриях Лобачевского и Римана. Во все прошлые века арифметики и физики углубленно размышляли над неувязкой геометрии физического места и связи его с природой физических явлений. В протяжении более чем 2-ух Концепции и принципы неклассического - полевого, квантового и квантово-полевого физического естествознания тыщ лет в науке, сначала в арифметике, властвовала геометрия Евклида (? ок. 330 - ? ок. 272), и, сразу, она же 1-ая теория физического места. Но одна из аксиом геометрии Евклида — теорема о параллельных прямых, она же трактуется также как V (5-ый) постулат Евклида, волновала многих математиков собственной, в отличие от других аксиом, сложностью формулировки Концепции и принципы неклассического - полевого, квантового и квантово-полевого физического естествознания.

Сам Евклид Александрийский, живший и творивший в царствование Птолемеев I и II, туманно определил этот постулат: «Если ровная, падающая на две прямые, образует внутренние и по одну стороны углы меньше 2-ух прямых, то продолженные неограниченно эти две прямые повстречаются с той стороны, где углы меньше 2-ух прямых Концепции и принципы неклассического - полевого, квантового и квантово-полевого физического естествознания». Несколько позже в передаче древнего философа Про-кла этот постулат звучал определеннее: «Если ровная пересекает одну из 2-ух параллельных прямых, то она пересекает и вторую прямую», но математик Дж. Плейфер (1748-1819), выразил постулат еще проще, придав ему именитый школьный вариант: «Через данную точку можно провести только одну параллельную прямую к данной Концепции и принципы неклассического - полевого, квантового и квантово-полевого физического естествознания прямой».

Начиная с древних времен, многие арифметики делали напрасные пробы обосновать либо опровергнуть теорему о параллельных прямых. Более выдающимся посреди математиков, размышлявшим над этой неувязкой, был Карл Фридрих Гаусс (1777-1855). В 1813 году Гаусс разрабатывал собственный вариант неевклидовой геометрии, но так и не опубликовал ни одной работы, связанной с разрешением этой трудности Концепции и принципы неклассического - полевого, квантового и квантово-полевого физического естествознания, хотя, как отмечают историки арифметики, ответ он знал, но парадоксальностью этого ответа страшился подорвать собственный авторитет величавого математика. Слава создателя неевклидовой геометрии принадлежит величавому русскому арифметику Николаю Лобачевскому. Венгерский математик Янош Больяи (1802-1860) разработал свои идеи по неевклидовой геометрии независимо от Лобачевского и несколько позже.

Лобачевский первым обосновал в 1826 г Концепции и принципы неклассического - полевого, квантового и квантово-полевого физического естествознания., что теорема Евклида о параллельных прямых не может быть непротиворечиво согласована с остальными теоремами евклидовой геометрии, так именуемыми теоремами сочетания, порядка, движения и непрерывности.

Отвергнув теорему Евклида о параллельных прямых, Лобачевский ввел свою теорему параллельности, в какой допустил, что через точку, лежащую вне данной прямой, можно провести не Концепции и принципы неклассического - полевого, квантового и квантово-полевого физического естествознания одну, а по последней мере две (в принципе нескончаемое количество) прямых, не пересекающих данную прямую. Это нескончаемое огромное количество прямых линий, проходящих через эту точку, ограничено 2-мя прямыми, которые и числятся параллельными данной прямой. На базе этого допущения Лобачевский выстроил неевклидовую геометрию, в какой много необыкновенных исходя из убеждений сторонников Концепции и принципы неклассического - полевого, квантового и квантово-полевого физического естествознания геометрии Евклида выводов. Так, к примеру, арифметики Ф. Клейн и А. Пуанкаре проявили, что за плоскость Лобачевского может быть принята внутренность круга, а за место -внутренность шара, тогда как еще несколько ранее, в 1876 г., итальянский математик Э. Бельтрами показал, что геометрии Лобачевского соответствует псевдосфера. Прямыми, согласно Пуанкаре, в Концепции и принципы неклассического - полевого, квантового и квантово-полевого физического естествознания этих моделях числятся дуги окружностей, перпендикулярные окружности данного круга. Модель Пуанкаре замечательна тем, что в ней углы Лобачевского изображаются обыкновенными углами. Аналитическое определение геометрии Лобачевского заключается в том, что это есть геометрия места неизменной отрицательной кривизны (типа поверхности седла, устанавливаемого на круп лошадки). Как следствие этого, сумма Концепции и принципы неклассического - полевого, квантового и квантово-полевого физического естествознания углов треугольника в геометрии Лобачевского всегда меньше 180° и стремится к 180° с уменьшением площади треугольника (т. е. сумма углов треугольника в геометрии Лобачевского пропорциональна площади треугольника!). В этой геометрии нет схожих и неконгруэнтных (неравных) треугольников; треугольники равны, если их углы равны, и т. д.

Образ места Лобачевского можно условно выразить, представив для Концепции и принципы неклассического - полевого, квантового и квантово-полевого физического естествознания себя гору неограниченной высоты с безупречными склонами по всей долготе и с гладкой верхушкой. С этой верхушки тело может соскользнуть вниз по нескончаемому числу путей, и ни один из этих путей не пересечется, так что мы имеем в данном случае нескончаемое число параллельных (непересекающихся) линий движения.

Одно из важных следствий Концепции и принципы неклассического - полевого, квантового и квантово-полевого физического естествознания неевклидовой геометрии Лобачевского состоит также в том, что она способна обрисовывать характеристики физического места никак не в наименьшей, если не в большей мере, и, может быть, даже более точно, чем евклидова геометрия. К примеру, много позже в теории тяготения было показано, что если считать рассредотачивание масс во Вселенной Концепции и принципы неклассического - полевого, квантового и квантово-полевого физического естествознания равномерным, то физическое место таковой Вселенной имеет геометрию Лобачевского, Необходимость и достаточность евклидовой геометрии как геометрии физического места ниоткуда не следует и никем никогда не была подтверждена; истинность той либо другой геометрии может быть установлена только опытным методом (это ясно осознавал сам Лобачевский, стремясь отыскать эмпирические основания собственной геометрии Концепции и принципы неклассического - полевого, квантового и квантово-полевого физического естествознания).

Неувязка выбора геометрии, более соответственной реальному физическому пространетву, исследовалась в предстоящем, уже после Лобачевского, самым величавым из учеников Гаусса, Бернхардом Риманом. Риман первым поставил вопрос: что нам достоверно понятно о пространстве? Одна из целей Римана состояла в подтверждении того, что теоремы Евклида являются эмпирическими, а не явными правдами. Риман выбрал Концепции и принципы неклассического - полевого, квантового и квантово-полевого физического естествознания аналитический подход, так как геометрические подтверждения не свободны от' чувственного опыта, «здравого смысла», способного привести к неверным заключениям.

Риман, в итоге длительных поисков адекватного описания параметров физического места, пришел к мысли, что описание места должно быть локальным (от лат. localis — местный), ибо характеристики места могут изменяться от точки Концепции и принципы неклассического - полевого, квантового и квантово-полевого физического естествознания к точке (от места к месту). Квадрат расстояния ds меж 2-мя бесконечно-близкими точками в пространстве (в каком введена система координат x1, х2, х3) может быть представлен в виде некой двойной суммы по индексам i и к = 1, 2, 3:

где — так именуемый метрический тензор, на самом деле, это некая квадратная таблица, ее Концепции и принципы неклассического - полевого, квантового и квантово-полевого физического естествознания именуют матрица, состоящая в этом случае из 9 = 3 х 3 компонент (частей), любой из которых есть определенная функция пространственных координат x1х2 х3.

Таким макаром, составляющие метрического тензора охарактеризовывают локальные (местные) характеристики места. В принципе, вышеприведенная формула есть не что другое, как обобщение на трехмерный случай известной всем аксиомы Пифагора Концепции и принципы неклассического - полевого, квантового и квантово-полевого физического естествознания, справедливой в собственной знакомой форме в евклидовой геометрии в виде: В этом личном случае составляющие матрицы метрического тензора равны 0 и 1. Единицы размещены на диагонали матрицы (число этих компонент матрицы — 3), 0 размещены вне диагонали, и число их равно 6.

В хоть какой геометрии существенное положение занимает вопрос о прямых либо кратчайших линиях Концепции и принципы неклассического - полевого, квантового и квантово-полевого физического естествознания, соединяющих какие-либо две точки места. Итак вот, в римановой геометрии, являющейся в простом случае геометрией двумерной сферы в трехмерном евклидовом пространстве, с отождествленными диаметрально обратными точками, прямыми являются огромные круги сферы. В итоге любые две прямые пересекаются, плоскость не делит места, само место имеет положительную постоянную кривизну Концепции и принципы неклассического - полевого, квантового и квантово-полевого физического естествознания (у Лобачевского — постоянную отрицательную) и т. д.

Риман высказал превосходное предположение, что характеристики физического места должны зависеть от происходящих в нем физических явлений. В предстоящем эту идею Римана поддержал ирландский математик Уильям Клиффорд (1854-1879). Клиффорд высказал личное предположение, что гравитационные эффекты, может быть, обоснованы кривизной места. Догадки Римана и Концепции и принципы неклассического - полевого, квантового и квантово-полевого физического естествознания Клиффорда дождались собственного часа исключительно в XX веке, с возникновением общей теории относительности Эйнштейна. Что все-таки предназначило, в итоге, необходимость в новейшей теории места и тяготения?

Принцип эквивалентности Эйнштейна. 10 лет упрямой работы (с 1905 по 1915 гг.) пригодилось Эйнштейну, чтоб появилось одно из самых выдающихся научных творений населения земли — общая Концепции и принципы неклассического - полевого, квантового и квантово-полевого физического естествознания теория относительности (ОТО) либо теория тяготения Эйнштейна, которая связала тяготение и массу (как физические явления) с геометрией места и времени, определила их совместное сосуществование.

Краеугольный камень теории был заложен в 1907 г., когда Эйнштейн определил принцип эквивалентности инертной и тяготеющей масс. Принцип этот есть предстоящее современное развитие утверждения Галилея (ничто Концепции и принципы неклассического - полевого, квантового и квантово-полевого физического естествознания в науке не делается без предшественников!) о том, что в гравитационном поле все тела независимо от их массы получают однообразные ускорения (но не так, как считал об этом Аристотель). В мысленном опыте Эйнштейн направил внимание, что наблюдающий, находящийся в закрытой (без окон) кабине, не в состоянии отличить воздействие тяготения от эффектов ускоренного Концепции и принципы неклассического - полевого, квантового и квантово-полевого физического естествознания движения. В недвижной кабине на Земле и в ней же, передвигающейся в свободном галлактическом пространстве, к примеру, в ракете, с ускорением, равным земному ускорению падения, все предметы совсем идиентично ускоряются по направлению к полу кабины. Означает, эффекты гравитации и ускоренного движения неразличимые Почему? С чем связывать природу таковой неразличимости Концепции и принципы неклассического - полевого, квантового и квантово-полевого физического естествознания, тождественности?

Представим, и это есть 2-ой мысленный опыт Эйнштейна, что мы находимся сейчас в закрытом (опять без окон) лифте. Если трос лифта вдруг оборвется, то и сам лифт, и все предметы в нем, и наблюдающий, в том числе, начнут свободно и все с схожим ускорением падать под действием Концепции и принципы неклассического - полевого, квантового и квантово-полевого физического естествознания поля тяготения Земли. Наблюдающий не будет в данном случае ощущать давления на пол лифта, т. е. не будет ощущать собственного веса, испытывая чувство невесомости. Никакие опыты, проводимые в лифте, не позволят наблюдающему найти, падает ли он вкупе с лифтом либо свободно парит в галлактическом пространстве вдалеке от поля тяготения Земли Концепции и принципы неклассического - полевого, квантового и квантово-полевого физического естествознания (тут мы имеем дело с обобщением принципа относительности на ускоренные системы). Из этого опыта Эйнштейн установил эквивалентность тяготения ускоренно передвигающимся системам отсчета — эффекты тяготения можно создавать либо устранять, выбирая подходящие системы отсчета. В таком падающем лифте справедливы законы механики, а это означает, что ускоренные тела представляют Концепции и принципы неклассического - полевого, квантового и квантово-полевого физического естествознания собой локальные инерциальные системы отсчета (локальными числятся как ограниченный в размерах лифт, так и его ограниченное положение в пространстве). Тем Эйнштейн распространил концепцию инерциальной системы на все свободно падающие системы отсчета и отказался от их отождествления с абсолютным ньютоновым местом (вот здесь-то и не пригодились места неевклидовых геометрий). Не считая того Концепции и принципы неклассического - полевого, квантового и квантово-полевого физического естествознания, Эйнштейн уточнил концепцию локальной системы и принципа эквивалентности, полагая, что они справедливы исключительно в довольно малых областях места, где силу тяжести можно считать неизменной (как это имеет место поблизости поверхности Земли).

Следствия принципа эквивалентности: отклонение лучей света и красноватое смещение. Вероятны поразительные наблюдаемые следствия мысленных тестов Эйнштейна, составляющие концептуальные Концепции и принципы неклассического - полевого, квантового и квантово-полевого физического естествознания базы современных представлений о пространстве, времени и тяготении.

Если эффекты тяготения и ускоренного движения неразличимы, то лучи света должны отклоняться гравитационным полем, а свет, испускаемый тяготеющей массой (звездой), должен испытывать так называемое красноватое смещение, свет же, падающий на тяготеющую массу, будет испытывать фиолетовое смещение. Опять на Концепции и принципы неклассического - полевого, квантового и квантово-полевого физического естествознания уровне мыслей вернемся в падающий лифт. Так как в нем действует невесомость, т. е. нет проявления сил, то хоть какое движение, согласно принципу Галилея, сохраняет в нем свое состояние, к примеру, полет горизонтально брошенного поперек падения тела совершается горизонтально (прямолинейно). Это справедливо и по отношению к лучу света. Но наблюдается другая Концепции и принципы неклассического - полевого, квантового и квантово-полевого физического естествознания линия движения полета луча, искривленная, как у снаряда, выпущенного из пушки, если глядеть на это снаружи. Вправду, хоть какой объект исходя из убеждений наружного наблюдающего участвует сходу в 2-ух движениях: в горизонтальном и вертикальном, что ведет, как в первый раз еще установил Галилей, к параболической линии движения. Вроде бы не Концепции и принципы неклассического - полевого, квантового и квантово-полевого физического естествознания было не много отклонение светового луча из-за колоссальной скорости его распространения, принципно оно должно быть, и причина тому — принцип эквивалентности. Таким макаром, лучи света, проходя поблизости мощных тел (звезд, Солнца), должны отклоняться от начального направления распространения.

Сейчас с позиций принципа эквивалентности рассудим о доплеровском эффекте Концепции и принципы неклассического - полевого, квантового и квантово-полевого физического естествознания для светового луча, испущенного из области с массивным гравитационным полем (к примеру, испущенного звездой). Пусть в падающем лифте свет был ориентирован ввысь. Тогда наружный наблюдающий, смотрящий вослед удаляющемуся лифту (практически вослед удаляющемуся источнику света), будет регистрировать вроде бы растяжение волны, ее удлинение, т. е. сдвиг в сторону красноватой части диапазона, что Концепции и принципы неклассического - полевого, квантового и квантово-полевого физического естествознания именуется красноватым смещением. И, напротив, если навести луч в падающем лифте вниз и глядеть навстречу лучу, то частота принятого луча света вырастет (волна сожмется, как пружина под действием сжимающей ее продольной силы) и свет испытает для наблюдающего фиолетовое смещение.

Тяготение как следствие искривленного пространства-времени. Общая теория относительности. Согласно Концепции и принципы неклассического - полевого, квантового и квантово-полевого физического естествознания общей теории относительности, характеристики пространства-времени обоснованы находящейся в ней материей, что проявляется в наличии кривизны пространства-времени. Чем больше массы тел, тем паче искривлено место вокруг. И, наверняка, один из самых увлекательных выводов ОТО заключается конкретно в том, что не существует каких-либо особенных сил тяготения, над природой Концепции и принципы неклассического - полевого, квантового и квантово-полевого физического естествознания которых неудачно размышлял величавый Ньютон, так как тяготение определяется искривлением пространства-времени. Тела в искривленном пространстве-времени движутся свободно, по так именуемым геодезическим линиям, линиям наикратчайшего расстояния меж точками места. Южноамериканский физик Арчибальд Уилер отдал такую меткую характеристику ОТО: «Вещество гласит месту, как тому искривляться, а место гласит веществу, как Концепции и принципы неклассического - полевого, квантового и квантово-полевого физического естествознания тому двигаться».

Сформулируем обширно узнаваемый ряд главных выводов ОТО:

1. Характеристики пространства-времени зависят от материи.

2. Лучи света должны представлять собой в общем случае не прямые полосы, а кривые. Искривление лучей света должно быть посильнее поблизости тел с большей массой.

3. Частота света, испущенного некоторым источником (звездой), должна Концепции и принципы неклассического - полевого, квантового и квантово-полевого физического естествознания изменяться от точки к точке в пространстве. А именно, полосы солнечного диапазона под действием гравитационного поля Солнца должны сдвигаться в сторону красноватого света, по сопоставлению со спектрами соответственных хим частей на Земле.


koncentraciya-napryazhenij-i-deformacij-za-predelami-uprugosti.html
koncentraciya-resursov-v-prostranstve-konspekt-lekcij-dlya-studentov-specialnosti-prikladnaya-informatika-v-ekonomike.html
koncentrat-antikuperoz.html