Detalii de spațiu, celor trei dimensiuni, omogenitate, izotropie

În știință și spațiu, și fiind considerat ca o entitate fizică având proprietăți și structura specifice.

Spațiul și timpul - universale și necesare forme obiective de existență a materiei. „În lume, - V. I. Lenin a scris - nu este nimic, dar contează în mișcare, și materia în mișcare nu se poate mișca altfel decât în ​​spațiu și timp.“

Există două alternative: fie la spațiu și timp sunt infinit divizibil în părți (adică continuu, continuu), sau ambele, și alte discrete, care este înțeleasă în mod tradițional ca prezența limitei principale pentru ei (desigur) procesul de divizare în părțile sale componente. Aparuta chiar și în filosofia naturală ipoteza okontinualnosti, divizibilitatea infinită a spațiului și a timpului a intrat în reprezentări fizice ale științei clasice rămâne dominantă în ziua de azi.

Lista proprietăților fizice fundamentale ale spațiului reale. alocate de Newton în lucrarea sa „Principiile matematice ale filozofiei naturale“ (1687) includ:

- continuitate - între două puncte diferite în spațiu, ca și în cazul în care acestea sunt aproape, există întotdeauna un al treilea;

- odnorodnost- în spațiu nu este selectat puncte, toate acestea sunt egale, deplasare paralelă nu se schimba punctul de vedere al legilor naturii;

- izotropnost- în spațiu nu există nici un traseu preferat, rotiți la orice unghi păstrează neschimbate legile naturii;

- tridimensional - fiecare punct în spațiu este determinată în mod unic printr-un set de trei numere reale - coordonate carteziene. Sistemul de coordonate constând din trehvzaimno axe perpendiculare care trec printr-un punct, numit origine a sugerat Rene Dekart (1596-1650). Axa sistemului poate fi orientat în mod aleatoriu în raport cu solul, direcția de gravitație. În mod tipic axa, un înainte-înapoi notate cu litera „X“ (abscisă), dreapta-stânga - prin litera „Y“ (ordonată) și în sus și în jos - litera „Z“ (applicate). Astfel, spațiul cartezian - spațiul tridimensional;

- „euclidiene“ - descrie spațiul geometriei euclidiene în care liniile paralele nu se intersectează, iar suma unghiurilor interioare ale unui triunghi este de 180 °. Reprezentări ale geometriei spațiului schimbat în mod substanțial de la crearea teoriei relativității generale, această teorie arată că spațiul devine neeuclidiene sub materie.

Proprietățile fizice fundamentale ale timp real includ:

- continuitate - între două puncte, în timp, cât de aproape ar putea avea, puteți selecta întotdeauna a treia;

- odnorodnost- nu există puncte izolate, punctul de referință al timpului nu contează, nu se schimba durata de timp;

- dimensionalitatii - fiecare punct de timp este determinată în mod unic printr-un singur număr real.

În ceea ce privește întrebarea timp obizotropnosti, care este independenta de legile naturii, direcția sa, ne amintim că legile mecanicii clasice nu se schimbă odată cu schimbarea de semn al timpului. Prin urmare, fizica clasică din experiența senzorială abstras de flux unidirecțional de timp.

În cuvintele lui Prigogine, „pentru majoritatea dintre fondatorii științei clasice (și chiar Einstein) știința a fost o încercare de a merge dincolo de lumea observabilă, pentru a realiza o lume atemporală de raționalitate mai mare. - lumea Spinoza“ Practic, toate imaginile lumii, născute din o știință exactă, sunt scutite de dezvoltare, „neagă timpul.“

Newton nu numai exclus momentul imaginii sale a universului, dar, de asemenea, aprobat în minte ca o opțiune externă. A devenit posibilă tratarea procese discontinue continue de durată egală pentru a construi modelul, este ușor să se introducă timp metrice.

Din punctul de vedere al științei moderne, un timp special al proprietății este de una-pointedness. ilineobratimost. De data aceasta, proprietatea este tratat ca sledstvievtorogo lege a termodinamicii. sau legea creșterii entropiei. În cazul în care timpul a ieșit din nou, această lege ar fi o lege de reducere a entropiei. Astfel, anizotropie este dependența de timp a legilor naturii prin timp de cotitură.

Pentru științele naturale este importantă pentru determinarea caracteristicilor cantitative: distanța dintre obiecte, un proces îndelungat. Se măsoară distanța dintre două obiecte - apoi se compară cu proba de referință. Până de curând, a fost folosit ca un organism de referință realizat din aliaj dur, a căror formă geometrică este ușor modificat ca condițiile de schimbare. Unitatea de lungime a fost ales segmentul metru, comparabil cu dimensiunile caracteristice ale corpului uman. Este evident că, în cele mai multe cazuri, nu se potrivea cu standardul unui număr întreg de ori lungimea măsurată a segmentului. Partea rămasă a fost măsurată utilizând 1/10, 1/100, și așa mai departe. E. O parte a standardului.

In principiu, se credea că o astfel de procedură poate fi continuată la infinit, astfel încât s-ar fi obținut în exact lungimea, exprimată o fracție zecimală infinită, adică un număr real. În practică, diviziune multiplă a standardului original a fost imposibil. Pentru a îmbunătăți precizia de măsurare și de măsurare a segmentelor de linie mici necesare Etalon semnificativ mai mică, așa cum este utilizat în prezent pentru picioare unde electromagnetice în domeniul optic.

În natură, există obiecte semnificativ mai mici decât lungimea de undă a radiației optice (molecule, atomi, particule elementare). La măsurătorile lor problemă apare obiecte care sunt mai mici decât lungimea de undă de radiații electromagnetice, reflectă opri și, prin urmare, sunt invizibile. Pentru a estima dimensiunea acestor obiecte înlocui fluxul luminos al oricăror particule elementare (electroni, neutroni și t. D.). Valoarea obiectelor măsurate prin așa-numitele secțiuni transversale de imprastiere definite otnosheniemchisla particulelor schimba direcția mișcării sale la densitatea de flux de incident. Cea mai mică distanță, cunoscută în prezent, este dimensiunea caracteristică a particulelor elementare. Vorbește despre o scară mai mică, se pare a fi lipsită de sens.

Atunci când se măsoară distanțe mult mai mari de un metru, utilizați lungimea standard este din nou incomod. Pentru măsurarea distanțelor comparabile cu dimensiunile Pământului, sunt utilizate tehnici de triangulație (definirea latura mare a triunghiului măsurat cu precizie în lateral și două unghiuri) și radar (măsurarea timpului de întârziere a semnalului reflectat, rata de proliferare a care este cunoscut, în raport cu timpul de transmisie). Pentru distante la stelele îndepărtate și galaxiile adiacente acestor metode nu sunt aplicabile (semnal radio reflectat este prea slab, unghiurile diferă în funcție de cantitate prea mică). La astfel de distanțe mari sunt observate doar auto luminoase obiecte (stele și galaxii), distanța până la ele este estimată în funcție de luminozitatea observate.

Se măsoară durata procesului - apoi compara și cu o probă de referință. Ca ultim selectat un proces repetitiv (o rotație zilnică a pământului, bătaia inimii umane, oscilarea mișcării pendulului electronului în jurul nucleului unui atom). Pentru o lungă perioadă de timp în oscilație a unui pendul utilizat ca un proces de referință. In timpul unitatea de timp selectată a doua (interval aproximativ egal cu perioada de reducere a mușchiului cardiac uman).

Pentru a măsura durate de timp mai scurte a existat o nevoie de nouă referință. În rolul lor a făcut oscilații ale rețelei cristaline și mișcarea electronilor în atom (ceas atomic). Chiar ori mai scurte pot fi măsurate prin compararea acestora cu timpul de trecere a luminii printr-o perioadă specificată. Aparent, cea mai mică intervalul semnificativ este trecerea luminii prin distanța minimă posibilă.

Cu ajutorul pendulele poate măsura intervale de timp, depășind cu mult o secundă, dar chiar și aici posibilitățile de metoda nu sunt nelimitate. Timpul comparabil cu vârsta Pământului (aproximativ 5 Gyr), este posibil să se evalueze timpul de înjumătățire de numai atomi de elemente radioactive. Perioada maximă de timp, ceea ce are sens să vorbească în această lume, aparent, este vârsta universului, perioada estimată de douăzeci de miliarde de ani.

În științele naturale clasice care se ocupă în principal care descrie macroscopic, adică comparabil cu dimensiunile corpului uman, obiectele, se presupune că procedura de măsurare a caracteristicilor spațiale și temporale de bază pot fi, în principiu, în mod arbitrar cu acuratețe și, prin urmare, practic, nu poate influența obiectul măsurat și originare cu ea procese.