- •Парадоксы классической космологии и их разрешение. Модели Вселенной.
- •15. Фундаментальная симметрия пространства и времени, ее связь с законами сохранения.
- •Концепции дальнодействия и близкодействия. Понятие материального поля. Классические представления о природе света.
- •Непрерывность и дискретность в описании структуры материи.
- •Историческое развитие концепции пространства и времени в естествознании. Становление специальной теории относительности.
- •Постулаты специальной теории относительности Эйнштейна. Преобразования Лоренца. Относительность одновременности.
- •Основные следствия из преобразований Лоренца. «Сокращение» длины движущихся объектов. «Замедление» хода движущихся часов.
- •Релятивистская динамика. Связь между массой и энергией.
- •Концепция искривленного 4-мерного пространства-времени в общей теории относительности.
- •Современная наука о пространстве и времени. Описание пространства и времени в ведущих физических теориях.
- •Развитие представлений о природе тепловых явлений. Начала термодинамики. Цикл Карно.
- •Проблема необратимости и ее статистическое решение.
- •Термодинамический и статистический смысл понятия энтропии.
- •Проблема «тепловой смерти» Вселенной: формулировка, развитие и современное решение.
- •Динамические и статистические закономерности в естествознании. Особенности описания состояний в динамических и статистических теориях. Проблема детерминизма.
- •Зарождение и развитие квантовых представлений в естествознании.
- •Квантовая механика как пример статистической теории. Описание состояния и движения микрообъектов. Принцип суперпозиции квантовых состояний.
- •Вопрос 31. Принцип дополнительности и его применение к описанию динамики объектов. Корпускулярно-волновой дуализм.
- •Вопрос 32. Принцип неопределённости Гейзенберга как частное выражение принципа дополнительности
- •Вопрос 33. Основные представления о квантовой теории атомов и зонной теории кристаллов.
- •Вопрос 34. Историческое развитие идей атомизма. Квантовый механизм взаимодействия элементарных частиц. Современные представления о классификации элементарных частиц.
- •Вопрос 35.Фундаментальные взаимодействия в природе. Их характеристики и перспективы объединения.
- •Вопрос 36. Парадоксы классической космологии и их разрешения.
- •Вопрос 37. Современная космология о ранних стадия эволюции Вселенной.
- •Вопрос 38. Элементы спектральной астрономии.
- •Вопрос 39. Эволюция звезд: их рождение, жизнь и смерть.
- •Вопрос 40 Строение Земли и основные характеристики ее оболочек. Термодинамика Земли.
- •Вопрос 41. Образование и основные этапы эволюции Земли.
- •Вопрос 43. Иерархия уровней организации живой материи.
- •Вопрос 46.Особенности эволюционных процессов в природе,их отличие от динамических и статистических закономерностей. Общее описание процесса самоорганизации в неравновесных системах.
- •Вопрос 47. Общие свойства систем, способных к самоорганизации.
- •48. Примеры самоорганизующихся систем в физике.Конвективные ячейки Бенара.Лазеры.
- •49. Открытие диссипативные системы в химии и биологии. Примеры самоорганизации.
- •50. Синергетический подход к анализу экономических явлений и моделированию социальных процессов.Примеры.
- •51. Проблемы прогнозирования в контексте синергетики. Динамический хаос.Фракталы.
-
51. Проблемы прогнозирования в контексте синергетики. Динамический хаос.Фракталы.
Предсказательная функция науки. Предсказательность опирается на модели.
Модели классики:наука чётко говорила о двух типах описания системы: динамическое и статистическое.
В 1ой системе: будущее однозначно определяется прошлым.
В процессах 2ого типа: будущее не зависит от прошлого, поэтому прогноз для них неоднозначный, а принципиально вероятностный.
Для простых детерминированных систем существует так называется горизонт прогноза.1963 Лоренц попытался ответить на вопрос почему невозможно надёжное предсказание погоды?
Эту открытую систему атмосферы можно сформулировать тремя простыми диффенциальными уравнениями. dx/dt=-∂(x+y) x-поле скорости,y,z-поле температур.dy/dt=-xz-rx-y; dz/dt=xy-bz-t
Решение уравнений показало, что система очень чувствительна к изменению начальных условий. Малейшее изменение начальных условий приводит к полному изменению характера движения системы. А т.к. начальные условия можно задать лишь с конечной точностью, то прогноз движения системы практически невозможен.
«Эффект бабочки»: атмосфера нашей планеты устроена так, что взмах крыльев бабочки в Австралии, может изменить погоду а Европе.
Открытие динамического хаоса (непериодическое движение детерминированных системах, имеющих конечный горизонт прогноза). Исследование систем с помощью моделирования.
В фазовой пространстве: координаты фазовой точки-параметры характеризующие систему. Для механической системы координаты фаз пространства - коорд. точек скорости. Состояние системы меняется точка в фазовом пространстве описывающую фазовую траекторию, наиболее характерные траектории образуют фазовый портрет системы.
Если считать что точка, двигаясь в фазовом пространстве, оставляет след, то динамический хаос изобразится непрерывной траекторией, которая постепенно заполнит некую область пространства.
Говорят, что динамическому хаосу соответствует клубок траекторий, его назвали странным аттрактором. Его можно определить как траекторию системы в фазовом пространстве, которое в отличие от прочих возможных траекторий обладает достаточной устойчивостью, а потом наиболее вероятна.
Фракталы - это объекты, которые обладают свойствами самоподобия (дробная). Странные аттракторы описывают динамический хаос, который носит фрактальный характер, т.е. не является отсутствием порядка, а наоборот бесконечно сложной упорядочностью. Фракталы обнаруживают модели явлений, которые считались беспорядочными.