Модные тенденции и тренды. Аксессуары, обувь, красота, прически

Что такое физическая теория? Запишем в тетрадь общее определение: "Физическая теория - это система знаний, объясняющая физические явления и их взаимосвязь". В физическую теория входят описание явления, результаты эксперимента, понятия, основные идеи, модели, гипотезы, закономерности, методы исследования. Основная задача физической теории - объяснение физических явлений. Так, теория классической механики Ньютона - объясняет явления, связанные с механическим движением больших тел: например, почему самолет летит.

Это чудесное (слегка сокращенное мною) определение физической теории предложено для учеников 7 кл. Аминат Маралбаевой. Именно такое интуитивное понятие физической теории присутствует в головах многих образованных сограждан, что приводит их в состояние недоумения, когда они сталкиваются с так называемыми физическими теориями неклассической физики. Поэтому я, с вашего позволения, приведу столь же отчетливое, но противоположное представление о сути физических теорий:

Используемые в физических теориях различные абстрактные пространства в том смысле, как они понимаются в математике, не имеют к обычному («физическому») пространству никакого отношения. Хочу заметить, что физика, как наука, не занимается вопросом «как там устроено всё на самом деле» по очень простой причине – узнать это в принципе невозможно, разве что по звонку из небесной канцелярии! Физика лишь строит модели (математические) которые количественно описывают нашу реальность в некоторой области применимости с достаточной точностью. Всё. И ничего более!

Примерно так, с моими сокращениями, о сути физической теории сказано Новиченок в ее работе: "Песчаный фундамент теории Левашова - мерность пространства".

Так или иначе, но общеупотребительного понимания физической теории я не нашел. А это, т.е. соглашение о смысле понятий, есть и предмет корректности использования нашего языка. Поэтому я попытаюсь со своей точки зрения дать хотя бы какое-то прояснение вопроса о физической теории.

Прежде всего, надо уточнить в более общем плане, что физическая теория строит не модель, а математическую конструкцию, которая количественно описывает некоторую область реальности. Далее можно отметить, что классическая физическая теория описывает или пытается описать реальность на основе ее модели, а неклассическая физическая теория, также количественно описывающая реальность, не требует соответствия реальности своей математической конструкции, лежащей в основе неклассической физической теории.

Проще говоря, классическая физическая теория описывает и предсказывает реальность, а неклассическая физическая теория лишь количественно предсказывает явления реальности, не ставя перед собой в качестве обязательного требования эту реальность объяснять.

Именно в таком духе о физической теории высказывались и гиганты неклассической физики Альберт Эйнштейн и Нильс Бор. Хорошая физическая теория, согласно гениальному прозрению, должна красиво делать как можно большее количество предсказаний посредством как можно меньшего количества исходных постулатов. Поскольку исходные постулаты не обязаны отвечать наблюдаемой реальности, как и вообще реальности в любом смысле, то это и вызывает состояние недоумения у образованных сограждан, понимающих физическую теорию в духе замечательного ее определения, данного Аминат Маралбаевой.

Правда, недоумение в отношении физических теорий вызывают также и многочисленные мистические интерпретации современных неклассических теорий, но это уже, пожалуй, вопрос религиозного творчества или создания новых религий, а не прояснения сути физических теорий.

В заключение приведу несколько высказываний по части современных физических теорий великих землян:

Я пытался отыскать самый простой способ, каким Господь мог все это сделать.

Альберт Эйнштейн

С тех пор как математики занялись теорией относительности, я сам перестал понимать ее.

Aльберт Эйнштейн

Вот, например, квантовая теория, физика атомного ядра. За последнее столетие эта теория блестяще прошла все мыслимые проверки, некоторые ее предсказания оправдались с точностью до десятого знака после запятой. Неудивительно, что физики считают квантовую теорию одной из своих главных побед. Но за их похвальбой таится постыдная правда: у них нет ни малейшего понятия, почему эти законы работают и откуда они взялись.

В.Н.Гуськов

Принятые сокращения:
КНБ - концепция непосредственного близкодействия.
ФО - физический объект (любое физическое образование: поле, частица, атом и т.д.).

Из общей картины мировосприятия субъекта можно выделить ряд представлений относящихся к физической природе. Выраженные в виде ряда согласованных положений они будут представлять ту или иную мировоззренческую концепцию.
Такая философски концептуальная основа есть у любой фундаментальной физической теории.
Поэтому хотим мы того или нет но физика как теоретическая наука начинается не с математических формул, а с выявления наиболее общих закономерностей физического мира.
Любая физическая теория строится на базе осознанных или интуитивных представлений ее создателей об общем устройстве физического мира.
Мировоззренческие позиции авторов физической теории являются определяющими в формировании их взглядов на специфику конкретных физических явлений, строение ФО. Все экспериментальные данные также воспринимаются и объясняются с этих позиций.
Проблема состоит в том, что между концептуальностью философских основ физики и их закономерностью, строгим соответствием физической действительности, нет никакой связи. Философские концепции могут быть (несмотря на всё своё внешнее наукообразие) весьма далеки от физической действительности. (Именно по этой причине физики стараются держаться подальше от философского «словоблудия»).
Тем не менее, общие фундаментальные закономерности у природы есть, и опереться на них первейшая задача теоретической физики.

Концептуальными в механики Ньютона были положения о существовании физических корпускул (неделимых частиц), тел состоящих из них и пустоты заполняющей пространство между ними. Утверждалась также мгновенность действия между удаленными телами через пустоту.
Благодаря мгновенности дальнодействия обеспечивалась одновременность действий во взаимодействии, что позволяло видеть во взаимодействии единый физический процесс .
Теоретическая «жизнеспособность» концепции мгновенности дальнодействия с этим и связана. Такой взгляд на взаимодействие позволял успешно развиваться не только классической механике, но и другим областям физической науки, в том числе и возникшей теории электромагнетизма.
Это чисто формальное единство действий во взаимодействии нашло отражение в третьем законе Ньютона . Формализм этого закона состоит в отсутствии объяснений причин единения действий. Он просто констатировал факт наблюдавшейся одновременности действий.
На самом деле конечно мгновенность действий не имела прямого отношения к объективной взаимозависимости действий во взаимодействии присущей им от природы. На самом деле никакое действие просто не может возникнуть без строго соответствующего ему противодействия.
Это обстоятельство не позволяет произвольно отделять действия друг от друга, видеть в них отдельные, самостоятельные физические отношения и тем более явления . Однако ясных представлений о взаимозависимости действий тогда не было и наблюдавшуюся одновременность действий объяснили мгновенностью дальнодействия через пустоту.

В ходе дальнейшего исторического развития произошла смена концептуальной основы физической теории. На смену концепции дальнодействия через пустоту пришла концепция дальнодействия через материальную среду (посредника).
В современной физике ее ошибочно называют концепцией близкодействия.
Основой для возникновения новой концепции послужило предположение Фарадея о существовании полевой материи заполняющей, как ранее считалось, пустое пространство. Эта гипотеза в дальнейшем нашло подтверждение в опытах Герца. Максвелл, выполняя математическое оформление полевой гипотезы Фарадея, пришел к выводу о конечности скорости распространения физических процессов в полевой среде.
Все это поставило крест на концепции мгновенности дальнодействия через пустоту . Однако следует отметить, что в этих прогрессивных воззрениях на физическую природу нет объективных оснований для отказа от одновременности действий во взаимодействии.
Наоборот(!), если рассуждать логично, то факт материальности пространства должен привести к выводу о непосредственном (прямом) контакте тел ранее разделенных пустотой.
Материализация физического пространства позволяет видеть в ранее строго отграниченных друг от друга телах физические системы , которые включают в себя поля как недостающие , прежде не замечаемые и поэтому, якобы, отсутствующие, элементы .
Но произошло обратное – поля, а точнее процессы, происходящие в них были восприняты как посредники между объектами. В материальных процессах воспринимаемых как действия разделяющая ранее тела пустота материализовалось, став непреодолимым барьером для их непосредственного взаимодействия.
В результате вместе с «мыльной пеной» мгновенного дальнодействия был выплеснут и «ребенок» – формально верное понимание процесса взаимодействия.

Утверждение материальной опосредованности действия привело к возникновению множества проблем. Обратим внимание на некоторые из них.
1. Поле как посредник (переносчик действия) не может быть элементом физической системы: тело + поле.
Признав поле полноправным элементом системы, нужно признать, что система непосредственно взаимодействует с окружающими объектами, в результате опосредование исчезнет.
2. Если материальное поле «переносчик» действия, то вся материя должна делиться на два вида . На материю, которая сама фактически не может действовать , но может воспринимать воздействие — это все вещественные образования. И на материю, которая переносит действие и оказывает непосредственно(!) действие, но не может воспринимать противодействие — это поля .
Именно так объясняется механизм взаимодействия электрически заряженных тел — поле каждого из них действует на другое тело, но сами поля между собой не взаимодействуют, хотя вроде бы существуют в одном и том же пространстве.
3. Закон Ньютона о взаимодействии перестает “работать”. Действия оказываются не связанными друг с другом, их совпадение во времени и пространстве случайно и непредсказуемо.
В результате взаимодействие как полноценное физическое явление исчезает из теории . (Только из теории(!) , в физической природе оно как было, так и остается основным элементом любых физических отношений).

Как выше отмечалось, в качестве главного аргумента против мгновенного дальнодействия, а заодно с ним и против реальности полноценного взаимодействия используют факт конечности скорости распространения физических процессов. Однако на самом деле против взаимодействия этот аргумент не работает .
Действие и противодействие во взаимодействии «одновременны» не, потому что скорость их «распространения» мгновенна, а потому что они не только немыслимы друг без друга, но и реально не могут осуществляться самостоятельно .
Любое действие может возникнуть только тогда, когда есть противодействие и исчезает оно вместе с ним . Если говорить о какой-то последовательности в наступлении “событий”: действие – противодействие, то она отсутствует абсолютно .
И дело не в том, что они начинаются и завершаются одновременно, а в том, что они представляют собой одно объективно неделимое целое (событие) , где время (как и пространство) для них одно.
Поэтому представление о возможном последовательном развитии событий типа: возникновение действия – его распространение – реализация – возникновение противодействия и т.д. не соответствует действительности. И тот факт, что ФО может, например, испустить фотон, который только через какой-то промежуток времени достигнет другого объекта и вступит с ним в контакт, в данном контексте ни о чем не говорит, поскольку этот процесс не есть действие.

Действие неразрывно связано не только с противодействием, но и с действующим объектом, проявлением содержания которого оно и является .
Поэтому если мы утверждаем что в какой-то точке пространства-времени совершает действие конкретный объект, то, следовательно, его содержание и он сам(!) есть там . Иначе и быть не может!
Существует пространственно-временная зона непосредственно связанная с обоими взаимодействующими объектами, в которой и происходит «таинство» взаимодействия выражающееся в преобразовании взаимодействующих сторон . Эта зона является общей и не может быть удалена от них.

Т.о. отожествлять последовательное развитие какого-то конкретного процесса (типа: излучение фотона – его движение в материальном пространстве – поглощение или отражение другим объектом) с единичным действием нельзя.
Этот процесс может включать в себя множество последовательных взаимодействий, но не действий.
Видеть в нем единичное действие, можно только абстрагируясь от его конкретного содержания. Естественно, что такое абстрактное «действие», не есть отражение реального физического явления и не может отожествляться с ним.
На самом деле действие это сторона объективно неделимого единого процесса взаимодействия и оно, как физическое явление, в природе не существует .
Вывод — в формировании основополагающей концепции современной теоретической физики (концепции опосредованного действия) со всей очевидностью проявилась недостаточность серьезного философского анализа , на необходимость которого указывал еще дальновидный Максвелл.

Возникает вопрос – а может ли физическая теория, сформированная на базе внутренне противоречивой не отражающей действительность в максимально возможном объеме концепции, быть верной? Ответ очевиден — нет.
Последствия для теоретической физики такого не профессионального подхода к формированию основополагающей концепции катастрофичны . Она в своих построениях все дальше и дальше уходит от действительности, погружаясь постепенно в мир чистых абстракций .

Теперь обратимся к концепции непосредственного близкодействия (КНБ), которая изложена в одной из первых статей на этом сайте.
Она также является мировоззренческой и может быть использована в качестве основы для формирования физической теории. В чём ее отличие от рассмотренных выше концепций и чем она с ними схожа?
По мнению автора, она лишена ряда существенных недостатков своих предшественниц и вместе с тем опирается на все рациональное, что в них было.
Из концепции мгновенного дальнодействия она использует положение о равенстве и одновременности действий во взаимодействии, а из концепции опосредованного действия положение о материальности физического пространства.
С другой стороны КНБ отказалась от признания пустоты физическим фактором существующим наряду с материей и от представления о действии как самостоятельном физическом процессе.

В КНБ положение о равенстве и одновременности действий во взаимодействии и положение о материальности физического пространства получили дальнейшее развитие.
В ней уже не действие, а взаимодействие рассматривается в качестве элементарного акта любого физического процесса . Раскрывается преобразовательная суть физического взаимодействия.
Такая точка зрения на характер физического взаимодействия не «высосана из пальца», а возникла как единственно возможный вариант объяснения механизма передвижения физических объектов в материальном пространстве.
Оказалось что противостоящие во взаимодействии стороны (в качестве которых выступает содержание взаимодействующих объектов) преобразуют друг друга «по своему образу и подобию».
В результате взаимодействия ФО как бы меняются своим содержанием. И если преобразованию подвергается все содержание объекта, то он соответственно полностью перемещается в смежную область материального пространства.

В свою очередь понимание взаимодействия как преобразовательного процесса повлекло за собой изменение представлений о том, что такое вообще есть ФО.
Оказалось, что если принимать во внимание преобразовательный характер физического взаимодействия, то невозможно представить себе ФО как некое субстанциональное образование связанное раз и навсегда с конкретной материей . Что это значит?
Это значит, что движение ФО в материальном пространстве есть процесс перемещения определенного состояния материи в материи , а не самой материи как таковой.
Соответственно и все атрибуты присущие ФО (такие как масса, энергия, импульс и т.д.) также не перемещаются в пространстве, а возникают (и исчезают) вновь и вновь в каждой смежной точке материального пространства в ходе преобразовательных взаимодействий.
Остается только добавить, что согласно КНБ абсолютная материальность физического мира предполагает не просто материальность физического пространства, а нечто большее, что обеспечивает действительный переход понятия «пространство» из разряда определяющих (основополагающих) понятий в разряд производных.
Пространственность становится всего лишь качественным показателем материи (ее свойством). Поэтому правильнее видеть не материю (как некий наполнитель геометрического объема) в пространстве , а пространственную материю.
Соответственно и все геометрические показатели теперь характеризуют не какое-то абстрактное пространство, существующее само по себе, а именно материю обладающую свойством пространственности .

Все новое в представлении о физической природе связанное с преобразовательным процессом взаимодействия является, пожалуй, самым сложным в понимании элементом КНБ.
Без достаточного осознания преобразовательной сути физического взаимодействия и всех сопутствующих компонентов нельзя понять КНБ как основу целостной теории.

Здесь изложена не полная версия КНБ.
Некоторые «второстепенные» ее положения опущены, а логичная последовательность в изложении материала не всегда соблюдается.
Не упоминается также и одно из возможных следствий КНБ – гипотеза полуквантов. (Её, вероятно, мы будем использовать для объяснения механизма электромагнитных явлений и структур ФО участвующих в них).
Для получения более полной информации необходимо обратиться к первым статьям сайта.

Почему эта статья помещена в раздел электромагнитных явлений в качестве вводной?
Да потому что без ясного (хотя бы в общих чертах) представления о содержании КНБ и роли ее в формировании новых взглядов на природу, казалось бы, хорошо изученных электромагнитных явлений невозможно понять логику рассуждений автора.
Наша цель — показать, как действительно может быть устроен физический мир в его конкретных проявлениях, если исходить в его познании из КНБ.

В такой формулировке теоретическая физика не вытекает из «опыта», а является самостоятельным методом изучения Природы. Однако область её интересов, естественно, формируется с учетом результатов эксперимента и наблюдений.

Теоретическая физика не рассматривает вопросы вида «почему математика должна описывать природу?». Она принимает за постулат то, что, в силу неких причин, математическое описание природных явлений оказывается крайне эффективным, и изучает последствия этого постулата. Строго говоря, теоретическая физика изучает не свойства самой природы, а свойства предлагаемых математических моделей. Кроме того, часто теоретическая физика изучает какие-либо модели «сами по себе», без привязки к конкретным природным явлениям.

Физическая теория

Продуктом теоретической физики являются физические теории . Поскольку теоретическая физика работает именно с математическими моделями, крайне важным требованием является математическая непротиворечивость завершенной физической теории. Вторым обязательным свойством, отличающим теоретическую физику от математики, является возможность получать внутри теории предсказания для поведения Природы в тех или иных условиях (то есть предсказания для экспериментов) и, в тех случаях, где результат эксперимента уже известен, давать согласие с экспериментом.

Сказанное выше позволяет обрисовать общую структуру физической теории. Она должна содержать:

• описание круга явлений, для которых строится математическая модель,
• аксиомы, определяющую математическую модель,
• аксиомы, сопоставляющие (по крайней мере, некоторым) математическим объектам наблюдаемые, физические объекты,
• непосредственные следствия математических аксиом и их эквиваленты в реальном мире, которые истолковываются как предсказания теории.

Из этого становится ясно, что утверждения типа «а вдруг теория относительности неверна?» бессмысленны. Теория относительности, как физическая теория, удовлетворяющая нужным требованиям, уже верна. Если же окажется, что она не сходится с экспериментом в каких-то предсказаниях, то значит, она в этих явлениях не применима к реальности. Потребуется поиск новой теории, и может статься, что теория относительности окажется каким-то предельным случаем этой новой теории. С точки зрения теории, катастрофы в этом нет. Более того, сейчас подозревается, что в определённых условиях (при плотности энергии порядка планковской) ни одна из существующих физических теорий не будет адекватной.

В принципе, возможна ситуация, когда для одного и того же круга явлений существуют несколько разных физических теорий, приводящих к похожим или совпадающим предсказаниям. История науки показывает, что такая ситуация обычно временна: рано или поздно либо одна теория оказывается более адекватна, чем другая, либо показывается, что эти теории эквивалентны (см. ниже пример с квантовой механикой).

Построение физических теорий

Фундаментальные физические теории, как правило, не выводятся из уже известных, а строятся с нуля. Первый шаг в таком построении - это самое настоящее «угадывание» того, какую математическую модель следует взять за основу. Часто оказывается, что для построения теории требуется новый (причем, обычно более сложный) математический аппарат, непохожий на тот, что использовался в теорфизике где-либо ранее. Это - не прихоть, а необходимость: обычно новые физические теории строятся там, где все предыдущие теории (то есть основанные на «привычном» матаппарате) показали свою несостоятельность в описании природы. Иногда оказывается, что соответствующий матаппарат отсутствует в арсенале чистой математики, и его приходится изобретать.

Дополнительными, но необязательными, критериями при построении «хорошей» теории могут являться понятия

• «математической красоты»,
• «бритвы Оккама », а также общности подхода ко многим системам,
• возможность не только описывать уже имеющиеся данные, но и предсказывать новые.
• возможность редукции в какую-либо уже известную теорию в какой-либо их общей области применимости (принцип соответствия ),
• возможность выяснить внутри самой теории её область применимости. Так, например, классическая механика «не знает» границ своей применимости, а термодинамика «знает», в каком пределе она и не должна работать.

Примеры принципиально новых физических теорий

• Классическая механика . Именно при построении классической механики Ньютон столкнулся с необходимостью введения производных и интегралов, т. е. создал дифференциальное и интегральное исчисление.

• Общая теория относительности , в формулировке которой постулируется, что пустое пространство тоже обладает определёнными нетривиальными геометрическими свойствами, и его можно описать методами дифференциальной геометрии.

• Квантовая механика . После того, как классическая физика не смогла описать квантовые явления, были предприняты попытки переформулировать сам подход к описанию эволюции микроскопических систем. Это удалось Шрёдингеру , который постулировал, что каждой частице сопоставляется новый объект - волновая функция , а также Гейзенбергу , который постулировал существование матрицы рассеяния. Однако наиболее удачную математическую модель для квантовой механики нашел фон Нейман (теория гильбертовых пространств и действующих в них операторов) и показал, что как волновая механика Шрёдингера, так и матричная механика Гейзенберга являются лишь вариантами этой теории, получающимися при добавлении в теорию необязательных слов. Формулировка фон Неймана «лучше», чем формулировки Шрёдингера и Гейзенберга, так как она отбрасывает все лишнее, несущественное.

• В настоящее время мы, по-видимому, находимся на пороге создания ещё одной принципиально новой теории, М-теории , которая объединила бы все пять построенных суперструнных теорий. Существование М-теории подозревается уже давно, однако сформулировать её пока не удается. Э.Виттен , ведущий специалист в этой области, высказал мысль, что необходимый для её построения математический аппарат ещё не изобретён.

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое "Физическая теория" в других словарях:

ТЕОРИЯ СУПЕРСТРУН, физическая теория, пытающаяся объяснить свойства ЭЛЕМЕНТАРНЫХ ЧАСТИЦ и их взаимодействие. Она объединяет КВАНТОВУЮ ТЕОРИЮ и ТЕОРИЮ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ, в особенности, в объяснении ядерных сил и силы тяжести (см. ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ… … Научно-технический энциклопедический словарь

Теория относительности Эйнштейна - физическая теория, рассматривающая пространственно временные свойства физических процессов. Эти свойства зависят от полей тяготения в данной области пространства времени. Теория, описывающая свойства пространства времени в приближении, когда… … Концепции современного естествознания. Словарь основных терминов

ТЕОРИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ - физическая теория, основной смысл которой состоит в утверждении: в физическом мире все происходит благодаря структуре пространства и изменению его кривизны. Различают частную и общую теорию относительности. В основе частной теории,… … Философия науки: Словарь основных терминов

Теория суперструн Теория … Википедия

Теория, рассматривающая всевозможные колебания, абстрагируясь от их физической природы. Для этого используется аппарат дифференциального исчисления. Содержание 1 Гармонические колебания … Википедия

ФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯ - ФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯ, «наука, объясняющая на основании положений и опытов физическую причину того, что происходит через хим. операции в сложных телах». Это определение, к рое ей дал первый физико химик М. В. Ломоносов в курсе, прочитанном …

Физическая культура сфера социальной деятельности, направленная на сохранение и укрепление здоровья, развитие психофизических способностей человека в процессе осознанной двигательной активности. физическая культура часть культуры,… … Википедия

ФИЗИЧЕСКАЯ КУЛЬТУРА - ФИЗИЧЕСКАЯ КУЛЬТУРА. Содержание: I. История Ф. к................. 687 II. Система советской Ф. к............. 690 «Готов к труду и обороне» .......... Ф. к. в процессе производства......... 691 Ф. к. и оборона СССР.............. 692 Ф … Большая медицинская энциклопедия

Теория катастроф раздел математики, включающий в себя теорию бифуркаций дифференциальных уравнений (динамических систем) и теорию особенностей гладких отображений. Термины «катастрофа» и «теория катастроф» были введены Рене Томом (René Thom) и… … Википедия

Представление о мире и его процессах, выработанное физикой на основе эмпирического исследования и теоретического осмысления. Физическая картина мира следует за ходом развития науки; сначала она основывалась на механике атома (атомизм), затем – на … Философская энциклопедия

Пространственно-временная область изучаемых физикой объектов

Все физические явления происходят в пространстве и во времени. Пространственно-временные масштабы изучаемых физикой объектов, чьи размеры и характерные промежутки времени от самых больших до самых малых доступны для наблюдения современными физическими методами, приведены в таблице 2.

Таблица 2

Из таблицы видно, что размеры самих больших и самых маленьких объектов изучения меняются от галактических до внутриядерных, отличаясь в 10 44 раз. Большие объекты и происходящие в них явления называются макроскопическими , малые – соответственно микроскопическими . Границей между ними служит размер атома, имеющий порядок 10 -10 м. Это очень важная для физики пространственная характеристика. Самые протяженные и самые короткие промежутки времени различаются в 10 29 раз. Явления макро- и микромира также различаются продолжительностью происходящих в них процессов.

Естественным масштабом скорости является скорость света в вакууме с =3 . 10 8 м/с. Ее фундаментальное значение состоит по сути в том, что это предельная скорость движения любых физических объектов. Ни частицы, ни поля не могут распространяться со скоростью, превышающей скорость света в вакууме. Это фундаментальный закон природы, ᴛ.ᴇ. закон, основанный на опытных фактах. Скорость света в вакууме с =3 . 10 8 м/с также является весьма важной физической характеристикой, разделяющей два вида движения. Движение со скоростью v<

Физическая теория, отражающая определœенный объём знаний о мире, имеет определœенную область применимости. Ее границы уточняются по мере накопления новых знаний. Их появление приводит к формированию новой физической теории, которая не отменяет предыдущую, а четко обозначает ее границы применимости и включает ее в новую теорию как частный случай. Уравнения новой теории в определœенном предельном переходе превращаются в уравнения предыдущей теории. Это утверждение принято называть принципом соответствия.

Все современные физические знания можно разделить на две теории: классическую и квантовую. Количественной границей между ними является фундаментальная физическая константа – постоянная Планка h =6,625 . 10 -34 Дж. с. Она принято называть квантом действия, так как ее размерность соответствует произведению массы на скорость и на длину: mvr , где m- масса частицы, v – скорость ее движения, r – линœейные размеры области движения. Частица принято называть классической и подчиняется законам классической физики, в случае если mvr >>h . Частица принято называть квантовой и подчиняется законам квантовой физики при выполнении условия mvr ³h. Для классической частицы описывающие ее величины, имеющие размерность кванта действия, выражаются числами, по сравнению с которыми численное значение постоянной Планка столь мало, что им можно пренебречь и считать равным нулю. В случае если в квантовых уравнениях численное значение постоянной Планка принять равным нулю, то эти уравнения приобретают вид аналогичных им классических.

Каждая теория – классическая и квантовая подразделяются исходя из скорости движения изучаемых объектов на нерелятивистскую (v <<c) и релятивистскую (v ≤c ). Стоит сказать, что для них выполняется тот же принцип соответствия. Релятивистские уравнения в предельном случае v <<c , когда можно принять v/c =0, превращаются в свои нерелятивистские аналоги.

Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, в современной физике можно выделить четыре теории: I – классическая нерелятивистская, опирающаяся на законы Ньютона; II - классическая релятивистская, являющаяся теорией относительности Эйнштейна; Ш – квантовая нерелятивистская, выражением которой является уравнение Шредингера; IV – квантовая релятивистская, выражаемая уравнением Дирака. Схематически это выглядит так:

Все поле схемы условно представляет собой область применимости физических теорий, разделœенную на четыре части. Стрелки на схеме указывают ту область, которая содержится как частный случай в области применимости той теории, на обозначении поля которой находится стрелка. Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, раздел IV является самой полной физической теорией, применимой для любых классических и квантовых движений. Уравнения этого раздела физики одинаково успешно справятся с расчетом устройств как для наисовременнейших научных исследований (ускорителя заряженных частиц), так и с расчетом любого давно вошедшего в обиход технического устройства, к примеру, автомобиля. При этом применение этих уравнений для расчета автомобиля нецелœесообразно, так как их освоение требует значительно большего запаса базовых физико-математических знаний, а значит, и времени, нежели освоение раздела I –классической нерелятивистской физики. Инженерные задачи чаще всœего связаны с классическим нерелятивистским движением, в связи с этим наиболее подробно в технических вузах изучают именно данный раздел физики. Изучение прочих разделов скорее носит ознакомительный характер.
Размещено на реф.рф
При этом, в современной технике используется немало физических явлений и материалов (к примеру, фотоэффект, полупроводники), чей физический механизм объясняет квантовая физика.

Cтраница 1

Любая физическая теория должна быть количественной, ее объекты характеризуются физическими величинами, а связь между физическими величинами и их изменение описываются соответствующими физическими законами.  

Любая физическая теория должна быть построена таким образом, чтобы ее основные законы были инвариантны к преобразованиям Лоренца. Выясним, инвариантен ли к преобразованиям Лоренца основной закон механики - второй закон Ньютона.  

В любой физической теории центральным является вопрос о том, какие допускаются преобразования. Допущение, как это предлагает Шульман , новых преобразований (если только оно не производится с величайшей осторожностью в качестве эвристического приема, как в гл.  

В основе любой физической теории всегда лежат аксиоматические (первичные) определения или понятия, а также вспомогательные определения и экспериментальные факты, связывающие эти определения или понятия и образующие, таким образом, физические законы. В основу теории электромагнитизма положены такие первичные понятия как заряд, ток и электромагнитное поле, являющееся носителем взаимодействия между зарядами или токами. Электромагнитное поле описывается парой вспомогательных векторных величин Е и Н, называемых напряженностями электрического (созданного зарядами) и магнитного (созданного токами или движением зарядов) поля. Вто-ричность напряженностей связана с тем, что они характеризуют меру силового воздействия электромагнитного поля, определенную двумя экспериментальными законами - Кулона и Ампера.  

Между тем математический аппарат любой физической теории всегда строится исходя из формулировки законов природы в форме соотношений между параметрами системы. Здесь нужно отметить две стороны вопроса - открытие уравнения и выбор параметров.  

Таким образом, развивая любую физическую теорию, следует стартовать с поля рациональных чисел Q, которому принадлежат все экспериментальные данные, а затем пополнять Q, строя математическую модель. В силу теоремы Островского такая программа может быть реализована только двумя способами: вещественным или р-адическим.  

Негер [ 7] (1918 г.) дает рецепт составления интегралов движения, отвечающих любой физической теории, которая допускает лагранжево описание. Случай систем с конечным числом степеней свободы специально не выделяется. Указывается способ построения интегралов движения, соответствующих инвариантности действия по Гамильтону по отношению к R-параметрической группе Ли.  

В завершение, в качестве вывода, понятия локализации и сепарации, требуемые реализмом от любой физической теории квантов и которые так откровенно нарушены как квантовой механикой, так и Природой, подразумевают, что в любой реалистической физической теории квантов их четкое объективное определение должно быть логически и структурно невозможным. Такая ситуация поддерживается (имеет место быть) в КТП, где локализация и сепарация являются (approximate) физическими качествами измерительных аппаратов и никак не могут быть тесно связанными с реальностью поля. Таким образом, насколько нам сегодня известно, квантовые поля являются единственными теоретическими построениями, которые вписываются в реалистическую картину мира.  

С другой стороны, Максвелл выступает против фетишизации субъективных ощущений, но разве не он же считает опыт высшим критерием правильности любой физической теории.  

Так и в нашем построении анализа заложена, если угодно, некоторая теория континуума, которая (преодолевая рамки своей логической последовательности) должна быть явлена разуму vernunftig aufzuweisen, так же, как и любая физическая теория. Я не могу приводить здесь более глубокое обоснование, однако и из сказанного должно быть понятно, что если для понятий действительного числа и (непрерывной) функции, как мы их здесь обрисовали, справедлива теорема А предыдущего параграфа, наличествует очень существенная часть подобного разумного оправдания: это свидетельствует о том, что указанные понятия пригодны для точного выражения того, что означает движение в мире физической реальности.  

Существование пределов теории следует уже из того факта, что все, что нарождается, достойно гибели. Вообще любая физическая теория имеет свои пределы применимости, и неограниченно экстраполировать ее нельзя.  

В сущности ведь любое обобщение носит характер догадки. Любая физическая теория - это своего рода догадка, Но догадки тоже бывают разные: хорошие и плохие, близкие и далекие. Тому, как делать наилучшие догадки, учит нас теория вероятностей. Язык вероятностей позволяет нам количественно говорить о таких ситуациях, когда исход весьма и весьма неопределенен, но о котором все же в среднем можно что-то сказать.  

Обычно в любой физической теории исследователь сначала понимает именно смысл своих уравнений и только потом их записывает.  

Соотношения (43) указывают, какими свойствами должны обладать силы F в релятивистской механике. Эти силы должны быть такими, чтобы составленные по ним в соответствии с (37), (38) силы Минковского 3 преобразовывались как четырехмерные векторы в пространстве Минковского. Последнее условие удовлетворяется для электромагнитных сил, действующих на заряженную частицу; требование теории состоит в том, чтобы это условие соблюдалось для всех сил вообще. Таким образом, оно является руководящим принципом для построения любой физической теории, описывающей силовые взаимодействия.  

Рассмотренные выше основные понятия и законы классической механики: понятия о материальной точке, о пространстве и времени, о силе и массе, понятие об инерциальной системе отсчета, законы Ньютона и принцип относительности Галилея - являются фундаментом классической механики. Этот фундамент был построен в результате деятельности многих поколений, был роздан в результате анализа и теоретического обобщения экспериментальных данных. Проверкой правильности основ классической механики, ее соответствия природе является сопоставление выводов теории опять-таки с экспериментом. Так как теория создается человеком в определенные исторические эпохи с определенными воззрениями и техническими возможностями, то любая физическая теория является приближенной, ограниченной. В том числе приближенными, ограниченными являются основные понятия и законы классической механики.