Постулати спеціальної теорії відносності

1. Перший постулат (принцип відносності)

Всяка фізична теорія має бути незмінною математично для будь-якого інерціального спостерігачаЖодна з властивостей Всесвіту не може змінитись, якщо спостерігач змінить стан руху. Закони фізики залишаються однаковими для усіх інерціальних систем відліку.

2. Другий постулат (інваріантність швидкості світла)

Швидкість світла у вакуумі є однаковою для всіх інерціальних спостерігачів в усіх напрямах і не залежить від швидкості джерела випромінювання. Разом з першим постулатом, цей другий постулат еквівалентний тому твердженню, що світло не потребує жодного середовища (такого як ефір) для розповсюдження.

Постулаты Эйнштейна

В своей работе Эйнштейн без единого нового эксперимента, проанализировав и обобщив уже известные опытные факты, впервые изложил идеи теории относительности, которые коренным образом изменили привычные представления о свойствах пространства и времени.

Теория относительности Эйнштейна состоит из двух частей: частной и общей теории относительности. В 1905 г. Эйнштейн опубликовал основные идеи частной или специальной теории относительности, в которой рассматриваются свойства пространства и времени, справедливые при условиях, когда можно пренебречь тяготением тел, т.е. считать их гравитационные поля 'пренебрежимо малыми. Теория относительности, в которой рассматриваются свойства пространства и времени в сильных гравитационных полях, называется общей теорией относительности. Принципы общей теории относительности были изложены Эйнштейном на 10 лет позже, чем частной, в 1915 г.

В основу специальной теории относительности Эйнштейна легли два постулата, т.е. утверждения, которые принимаются за истинные в рамках данной научной теории без доказательств (в математике такие утверждения называются аксиомами).

1   постулат Эйнштейна или принцип относительности: все законы природы инвариантны по отношению ко всем инерциальным системам отсчета. Все физические, химические, биологические явления протекают во всех инерциальных системах отсчета одинаково.

2  постулат или принцип постоянства скорости света: скорость света в вакууме постоянна и одинакова по отношении» к любым инерциальным системам отсчета. Она не зависит ни от скорости источника света, ни от скорости его приемника. Ни один материальный объект не может двигаться со скоростью, превышающей скорость света в вакууме. Более того, пи одна частица вещества, т.е. частица с массой покоя, отличной от нуля, не может достичь скорости света в вакууме, с такой скоростью могут двигаться лишь полевые частицы, т.е. частицы с массой покоя, равной нулю.

23. Причинність у класичній фізиці.

Одним із основних принципів, на яких будується фізична теорія, є принцип причинності — специфічне формулювання причинності для фізики, що вимагає від теорії недопущення впливу однієї події на іншу, якщо вони розділені простороподібним просторово-часовим інтервалом.

Іншим фізичним принципом, який забезпечує причинність є принцип близькодії, який вимагає існування посередника для передачі взаємодії від одного фізичного тіла до іншого. Не всі фізичні теорії задовольняють названим принципам. Наприклад, класична механіка побудована на далекодії. Тому класична механіка поступилася теорії відносності, яка формуює закони руху тіл згідно з принципом близькодії.

Найбільш ясна і точне формулювання сутності класичного детермінізму належить П. Лапласа, внаслідок чого такий детермінізм часто називають також лапласовского детермінізму. Детальну формулювання цього детермінізму, дану самим Лапласом, ми приводили в гл. 2, коли перераховували характерні особливості механіцизму. Дійсно, лапласівський детермінізм грунтується на уявленні, згідно з яким весь оточуючий нас світ - це величезна механічна система, початковий стан якої є точно заданим і в якій не робиться ніякого розходження між рухами "найбільших тіл Всесвіту і найлегших атомів". Зрозуміло, Лаплас віддавав собі звіт в тому, що така ситуація в реальному світі неможлива і тому вона являє собою ідеалізацію, але в той же час не можна не визнати, що в її основі лежить саме механістичний погляд на світ, згідно з яким Всесвіт уподібнюється гігантському механізму, всі майбутні стани якого строго детерміновані або зумовлені його початковим станом. Головний недолік лапласовского, як і будь-якого іншого механістичного детермінізму, полягає насамперед у тому, що він представляє світ, Всесвіт як систему, повністю детерміновану винятково законами механіки. У такому світі не було б нічого невизначеного й випадкового. У зв'язку з цим сама випадковість по суті виключається із природи і суспільства. Починаючи з Демокріта і особливо англійського філософа Томаса Гоббса (1588-1679), випадкове колишні матеріалісти визначали як "необхідну причину, чого не можна розгледіти". Отже, детермінізм історично виступає в двох формах: • лапласовского, або механістичного, детермінізму, в основі якого лежать універсальні закони класичної фізики; • імовірнісного детермінізму, що спирається на статистичні закони. Тому навряд чи доцільно називати такий детермінізм індетермінізму. Коли порівнюють ці форми вираження регулярностей в світі, то зазвичай звертають увагу на ступінь достовірності їх пророкувань. Строго детерміністські закони дають точні передбачення в тих областях, де можна абстрагуватися від складного характеру взаємодії між тілами, відволікатися від випадковостей і тим самим значно спрощувати дійсність. Однак таке спрощення і схематизація можливі лише при вивченні найпростіших форм руху. Коли ж переходять до дослідження складних систем, що складаються з великої кількості елементів, індивідуальне поводження яких важко піддається опису, тоді звертаються до статистичним законам, що спирається на імовірнісні передбачення. Таким чином, у сучасній концепції детермінізму органічно поєднуються необхідність і випадковість. Тож світ і події в ньому не виявляються ні фаталістично зумовленими, ні чисто випадковими, нічим не обумовленими. Класичний детермінізм лапласовского типу надмірно підкреслював роль необхідності за рахунок заперечення випадковості в природі й тому давав перекручене уявлення про картину світу. На противагу цьому деякі вчені, помилково витлумачуючи принцип невизначеності у квантовій механіці, проголосили панування випадковості, заперечуючи яку-небудь роль необхідності. Визнання самостійності статистичних, або імовірнісних, законів, що відображають існування випадкових подій у світі, доповнює колишню картину строго детерміністськими світу. У результаті цього в новій картині світу необхідність і випадковість виступають як взаємозалежні і доповнюють один одного його аспекти. Дуже часто детермінізм ототожнюють з причинністю, але такий погляд не можна вважати правильним хоча б тому, що причинність виступає як одна з форм прояву детермінізму. Дійсно, коли говорять про причину і наслідок, то вказують на зв'язок двох явищ або процесів у часі, ізолюючи їх від інших явищ, вириваючи їх з загального взаємозв'язку і взаємозумовленості всіх явищ. Те явище, яке викликає або породжує інше явище, називають причиною, а друге явище, що являє собою результат дії причини, - наслідком. Такі інтуїтивні по характері визначення виникли з безпосередньої практичної діяльності людини по перетворенню речей і підкреслюють саме причинно-наслідковий характер його діяльності. У сучасному науковому пізнанні переважає тенденція до визначення причинної залежності за допомогою законів, які на відміну від інших законів називають каузальних, або причинними законами. З моєї точки зору, - писав Р. Карнап, - було б більше плідним замінити всю дискусію про значення поняття причинності дослідженням різних типів законів, які зустрічаються в науці. Звідси стає зрозумілим, що причинність виступає в якості однієї з форм вираження детермінізму у світі, який з філософської точки зору можна визначити як вчення про загальну закономірного зв'язку явищ і процесів в об'єктивному світі.