Современная естественно-научная картина мира
В современной физике основным материальным объектом является квантовое поле, переход его из одного состояния в другое меняет число частиц. Квантовое поле представляет собой совокупность квантов и носит дискретный характер, так как все взаимодействия элементарных частиц (взаимопревращение, излучение и поглощение фотонов) происходят дискретно, квантованным образом. Состояние поля в квантовой электродинамике, как и в квантовой механике, задается волновой функцией, которая связана с реальными наблюдаемыми явлениями не строго однозначно, а посредством понятия вероятности. В этом проявляется непрерывность поля, его континуальность. Сложились новые квантово-полевые представления о материи. Эта двойственность определяется как квантово-волновой дуализм – наличие у каждого элемента материи свойств волны и частицы. Окончательно утверждаются представления об относительности пространства и времени, зависимость их от материи. Пространство и время перестают быть независимыми друг от друга и согласно теории относительности сливаются в едином четырехмерном пространственно-временном континиууме. Меняется представление о движении, которое становится лишь частным случаем физического взаимодействия. Известно 4 вида фундаментальных взаимодействий. Они описываются на основе принципа близкодействия: взаимодействия передаются соответствующими полями от точки к точке, скорость передачи взаимодействия конечна и не может превышать скорость света в вакууме. Квантово-полевой механизм передачи взаимодействий следующий: заряд испускает виртуальные частицы – переносчики соответствующего взаимодействия, поглощаемые другими аналогичными зарядами. Классическая и неклассическая механика
Классическая механика обнаружила пределы своих возможностей в объяснении: - атомных и молекулярных спектров; - теплоемкости твердых тел; - движения тел со скоростями, соизмеримыми со скоростью света и т.д. Для их описания были созданы новые системы определений, понятий, аксиом, постулатов, которые легли в основу квантовой и релятивистской механики – новых моделей описания природы. К классическим концептуальным системам физики присоединились неклассические. Но это не простое объединение, оно связано с ломкой старых и возникновением новых представлений о пространстве, времени и причинности. Оно изменило образ физической мысли. В результате этого объединения произошла смена парадигмы физической науки. Тем не менее, не только классическая механика, но и вся классическая наука имеет границы применимости, в рамках которых она была и остается полностью справедливой. На основе классической механики работают все машины и механизмы, строятся здания и сооружения. Классическая термодинамика лежит в основе работы тепловых двигателей, классическая электродинамика – в основе работы электрических установок. Бессмысленно при исследовании явлений макромира использовать представления релятивистской или квантовой физики. В условиях микромира эти эффекты будут настолько малы, что не найдется приборов, чтобы их измерять, и более того, такие малые эффекты не повлияют на характер движения макротел. Контрольные вопросы 1. В чем заключается принцип относительности Г. Галилея? 2. В чем заключается первый постулат А. Эйнштейна в СТО? 3. В чем заключается второй постулат А. Эйнштейна в СТО? 4. Каковы основные релятивистские эффекты в СТО? 5. В чем заключается соответствие СТО и классической механики? 6. В чем смысл ОТО? 7. В чем заключается принцип эквивалентности? 8. В чем заключается взаимосвязь материи и пространства – времени в ОТО? 9. В чем заключается соответствие ОТО и классической механики? 10. Каковы эмпирические доказательства ОТО? 11. Опишите современную естественно-научную картину мира. 12. В чем особенности исследований макро- и микромира? Глава 6
|
