Порядок и беспорядок в природе

Динамические и статистические закономерности

Детерминизм – идея полной предопределенности всех будущих событий. Идея детерминизма сформулирована древними греками и ими же критиковалась. Эпикур, критикуя детерминизм, утверждал, что движение атомов всегда есть неустранимая случайность. Детерминизм получил развитие в механической КМ. Исследователи той эпохи не сомневались, что все процессы в природе происходят предопределенным образом и старались выяснить закономерности, в результате механика получилась детерминистической наукой. Два смысла детерминизма в механике. Движение материальных точек при заданном начальном состоянии происходит единственно возможным образом. Все явления в природе как механические процессы. Это привело к лапласовой концепции детерминизма: будущее и прошлое вселенной полностью выводимо из ее текущего состояния и законов механики.

На детерминистическом описании мира строятся динамические теории. Они однозначно связывают между собой физические величины, характеризующие систему. Примеры динамических теорий: механика, электродинамика, термодинамика (при данном объеме и температуре - давление), теория относительности.

Статистические теории описывают систему с учетом хаоса, беспорядка. Эти теории связывают между собой вероятности различных значений. Основными понятиями статистических теорий являются:

случайность или непредсказуемость,

в ероятность – числовая мера случайности, среднее значение величины, флуктуация – случайное отклонение от среднего значения, степень отклонения характеризуют средне квадратичным отклонением ∆х=√<(х-<х>)²>. Примеры – молекулярно-генетическая теория, квантовая механика, эволюционная теория Дарвина.

Предсказания динамических и статистических теорий совпадают, когда можно пренебречь флуктуацией. Величины динамических теорий – средние значения соответствующих статистических теорий. В случаях, когда флуктуации важны, статистические теории дают более полное описание реальности.

В классической физике считалось, что объекты обладают либо корпускулярной (частицы), либо волновой природой. Волны – распространяющиеся колебания в какой-либо среде. При наложении двух волн результат зависит от разности масс колебаний, пришедших от разных источников. Для корпускул характерна дискретность. Ля волн – дифракция – способность огибать препятствия. Для микрочастиц и микросистем характерен корпускулярный волновой дуализм. Микрочастицы обладают свойствами частиц и волн.

Астрономическая картина

1. Классическая астрономия. Образовалась от греч. «астро» - звезда, «номос» - закон. Наука о движении, строении, развитии небесных тел и их систем, вплоть до Вселенной. Способы наблюдения небесных тел. Открытия в 16-17 вв. Коперника, Галилея, геоцентрическая система до этого, потом – гелиоцентрическая.

Последние три столетия астрономия развивалась:

- создание небесной механики. Кепрер, Ньютон – 17 век.

- развитие звездной астрономии. Изменение масштабов Вселенной – Гершель – 18 век.

- открытие спектрального анализа. Киркгоф – начало астрофизики.

- открытие межзвездной среды – Гартман.

- открытие метагалактики. Выяснение природы туманностей. Лудман Кабборт.

- сознание феноменологической теории внутреннего строения звезд. Газовые туманности. Эдингтон.

- открытие вращения галактики.

- открытие межзвездного поглощения света.

- открытие закона красного смещения – спектра галактики.

- конкретизирование природы природы ядерных излучений звезд.

Открытия привели к эволюции природы космоса.

Основные задачи астрономии:

1. Изучение и объяснение видимых движений небесных тел, поиск закономерностей и причин этих движений.

2. Изучение строения небесных тел, их физических и химических свойств.

3. Решения проблем происхождения небесных тел и их систем.

4. Изучение наиболее общих свойств Вселенной. Построение теории наблюдаемой части Вселенной (метагалактика).

Первая задача решается методом наблюдения направления движения астероидов и комет. Вторая – спектральный анализ. Третья – накопление материалов небесных тел.необходимы физические теории о небесных телах.

Астрономию делят на классическую (объясняет ряд разделов, которые включают материальный аппарат и механику небесных тел) и современную (статическую, 20-21 век).

Практическую астрономию делят на: астронометрию (изучает видимое движение светил), небесную механику (движение небесных тел под действием сил тяготения) – Кепплер, Ньютон; теоретическую астрономию – дает методы для определения орбит небесных тел по их положениям.