9.Симметрия ұғымы.Кеңістік пен уақыттың симметрия қасиеттері.Оның сақталу заңдарының байланысын сипаттаңыз.

Адамзат тарихында ең ерте қалыптасқан ғылымдардың бірі – математика. Математиканың алғашқы бесіктерінің бірі Мысыр елі болды. Табиғатта, техникада және тұрмыста кейбір денелердің өзара ұқсас, үйлесімді орналасуын симметрия деп атайды. «Симметрия» грек сөзінен алынған «үйлесім» сөзі сияқты бірдей өлшемділікті, белгілі бір реттілікпен орналасқан деген ұғымды білдіреді.Симметрия ұғымы адам шығармашылығының көпғасырлық тарихымен тығыз байланысты. Симметрия физика мен математикада, химия мен биологияда, техника және архитектурада, поэзия мен музыкада маңызды роль атқарады. Симметрияның ең қарапайым түрі – түзуге қатысты симметрия. Егер түзу бойымен бүктегенде жазықтықтағы екі фигура бір-бірімен беттесетін болса, ондай фигуралар түзуге қатысты симметриялы фигуралар деп аталады. Симметриялы фигуралар өзара тең болады. Егер түзу фигураны симметриялы екі бөлікке бөлсе, онда ондай фигура осьтік симметриялы фигура деп аталады, ал түзу сол фигураның симметрия осі деп аталады. Тік төртбұрыш, квадрат, шеңбер – осьтік симметриялы фигуралар. Тік төртбұрыштың екі симметрия осі бар, квадраттың төрт симметрия осі бар. Шеңбердің кез келген диаметрі арқылы өтетін түзу оның симметрия осі болады. Сондықтан шеңбердің симметрия осьтері шексіз көп. Бұрыш – осьтік симметриялы фигура. Бұрыштың симметрия осі бойындағы бұрыштың төбесінен басталатын сәулені биссектриса деп атайды. Бұрыштың биссектрисасы оны градустық өлшемтері тең екі бұрышқа бөледі.Симметрияның екінші түрі – нүктеге қатысты симметрия.О нүктесіне қатысты симметриялы нүктелер фигураның өзінде жатса, ол фигура центрлік симметриялы фигура деп аталады. О нүктесі фигураның симметрия центрі деп аталады. Тік төртбұрыш, шеңбер, кесінді – центрлік симметриялы фигуралар. Тік төртбұрыштың қарама-қарсы төбелерін қосатын кесінді диагональ деп аталады. Тік төртбұрыштың диагональдарының қиылысу нүктесі – оның симметрия центрі. Шеңбердің симметрия центрі – шеңбердің центрі болатын О нүктесі. Кесіндіні тең екі бөлікке бөлетін О нүктесі – оның симметрия центрі. Координаталық жазықтықтағы координаталар басы О нүктесіне катысты симметриялы нүктелердің координаталары қарама-қарсы сандар болады.

Кеңістік пен уақыт теориясының философиялық және физикалық проблемалары құрастырушыларға таралуда, аталмыш фундаменталды өзара қатынастардың күрделі модификациялары байқалады.

ХХ ғасырдың екінші жартысында физиктер өз идеяларын Ұлы бірігу теориясын жасауға шоғырландырады, ол квант- релятивистік позициядан төрт фундаменталды өзара қатынастың бірігуінің мәні мен негізінің ұсыныстарын ашты. Бұл міндет қарапайым бөлшектердің біріккен теориясын жасаудың міндеттемелері болып табылады.Сонымен, материяны түсіну келесі түрде талқыланады:

субстанциялық – заттар мен үрдістердің пайда болуы; субстанттық – дүниенің пайда болуы мен адамның әртүрлі деңгейлерін құру. Қазіргі кездегі физика материалдық жүйелердің және олардың құрылымдық деңгейлерінің әртүрлі типтерін зерттейді.

Философия уақыт пен кеңістікті материядан тыс және оған тәуелсіз әрекет етпейтін болмыстың маңызды нысандары ретінде анықтайды. Кеңістік бірге әрекет ету, ұзақтылық және кез келген өзара әрекет ететін объектілерінің құрылымдығын көрсетеді. Уақыт кез келген объектілер болмыстарының жағдайлары мен ұзақтылығының ауысу тізбегін сипаттайды.

Кеңістік пен уақыт туралы табиғи ғылымдық көзқарастар дамудың ұзақ уақытынан өткен. Кеңістік пен уақыттың қазіргі кездегі тұжырымдамасын А.Эйнштейн салыстырмалылық теориясында көрсеткен. Арнайы салыстырмалық теориясы денелердің кеңістік уақыттық

қасиеттерін олардың қозғалыс жылдамдығына байланысын пайымдайды: вакуумдегі күннің жылдамдығына дене жылдамдығы жақындағанда қозғалыс бағыттылығындағы кеңістік өлшемдер қысқарады, ал уақыт тез қозғалатын жүйелерде өзінің жүруін бәсеңдетеді; одан басқа әртүрлі жүйелерде орын алатын оқиғалардың абсолютті бір уақытта болуы, атап айтқанда, қозғалыстың әртүрлі жағдайларында уақыттың теңделген ағымы әрқашан орын ала бермейді және бір уақытта болуы салыстырмалы сипатта болады. Арнайы салыстырмалық теориясы инерциалды координата жүйесімен жұмыс жасайды, салыстырмалық қағидасы тікелей сызықтық және тең қозғалыста қолданбалы түрде

қарастырылады. Тік сызықты емес немесе жеделдетілген жағдайдағы қозғалыста салыстырмалық қағидасы оның бастапқы анықтамасында әділетсіз болып саналады, себебі, жеделдетілген координата жүйесінде қозғалатын механикалық, оптикалық және электромагниттік құбылыстар

есептеудің инерциалды жүйелеріндегідей болмайды. Осы физикалық құбылыстарды дұрыс суреттеу қисық сызықтық координаталарды төртөлшемдік кеңістікте пайдалану негізінде мүмкін болды. Арнайы салыстырмалық теориясындағы төртөлшемдік кеңістік - уақыттық континуум евклидтік болып табылады. Егер төртөлшемдік кеңістік евклидтік емес болса, атап айтқанда, өзгермелі қисықтылыққа ие болса, онда кеңістіктегі дененің анықтамасы қисық сызықтық координата жүйесі көмегімен мүмкін болады. Осылайша, тартылыс күшінің ықпалында денелер өз мөлшерін өзгертеді және уақыт осы күштерге байланысты өтеді, атап айтқанда, тартылыс даласы уақыттың кеңістік қасиеттерін өзгертеді. Жалпы салыстырмалық теориясына сәйкес евклид геометриясы ауыр денелері жоқ бос кеңістіктерде ғана қолданылады. Ауыр денелерінің қасында кеңістік қисайтылған болып есептеледі. Жалпы салыстырмалы теориясында кеңістік уақыттық қатынастардың материалдық үрдістерге байланыстарының жаңа жақтары ашылған. Осы теория физикалық негіздемені евклидтік емес геометрияға жақындатып, кеңістіктің қисықтылығын, оның өлшемін евклидтіктен алшақтатып, гравитациялық дене ықпалына келтірілді. Жалпы салыстырмалық теориясында инерциалдық және гравитациялық салмақтардың эквиваленттілігі қағидасы негізінде салыстырмалық қағидасы анықталды. Егер салыстырмалықтың классикалық қағидасы есептің барлық инерциалдық жүйелерінде механика заңдарының өзгермейтіндігін пайымдаса, жалпы салыстырмалық теориясы кез келген есептеу жүйелерінде табиғат заңдарының өзгермейтіндігін пайымдайды. Салыстырмалық қағидасына сәйкес есептеудің инерциалды жүйелеріндегі барлық процестер бірдей өтеді. Инерциалды емес жүйедегі релятивистік әсерлерді байқап өлшеуге болады. Мысалы, егер елестетілетін фотондық ракета түріндегі ғарыштық кеме алыстағы жұлдыздарға ұшып, Жерге қайтқан кездегі кеме жүйесіндегі уақыт жермен салыстырғанда салыстырмалы түрде аз мөлшерде өтеді. Осы айырмашылық ұшу уақытының ұзаруымен анықталады. Уақыттағы айырмашылық мыңдаған жылдармен өлшенуі мүмкін, оның нәтижесінде экипаж аралық уақыттан өтіп жақын немесе алыс болашаққа ауысады.

Осылайша, жалпы салыстырмалық теориясына сәйкес кеңістіктің нақты қасиеттерінің евклидтіктен ауытқуы, сонымен қатар, уақыттың өту ырғақтылығындағы өзгеріс материалдық салмақтар мен, тартымдылық далаларымен шартталады. Уақыт пен кеңістік бір біріне тәуелсіз,

осындай тұжырымда, кеңістік-уақыттық төртөлшемдік континуум туралы көзқарас пайда болды. Арнайы және жалпы салыстырмалық теориялары классикалық физикадан классикалық емеске ауысуды алғаш рет ұсынған, ғасырлар бойы қалыптасқан зат, қозғалыс, кеңістік пен уақыт туралы көқарастардың жаңа теория - әдістемелік нұсқауларынан физиканың жаңа құрылымдық өзгерістері көріне бастады. Сонымен, уақыт пен кеңістік болмыс құрылымын объектілер мен үрдістердің арақатынасы, олардың ауысуы, кезеңдер мен жағдайлардың болуы сияқты суреттейді. Қазіргі кездегі физиктер уақыт пен кеңістіктің бірлігі туралы идеяларды ерекше жүйелік және өлшеу тәсілімен қозғайды. Қазіргі кездегі физикадағы детерминизм және қатыстылық категориясына байланысты проблемалар жаратылыстанудың өзекті философиялық проблемалары болып табылады. Детерминизм материалдық және заттық дүние құбылыстарының объективті заңды өзара байланысы мен өзара шартталуы туралы философиялық ілім. Детерминизм идеясы келесіде, толық мағынадағы болашақ қазіргі кезде толығыменен орын алады – осымен уақыттың

кезкелген болашақ мезеті жүйе мінездемесін нақты алдын ала анықтауға мүмкіндік береді. Басқаша айтқанда, дүниедегі барлық құбылыстар, оқиғалар еріксіз және объективті заңдылықтарға бағынады. Себептілік жағдайдың уақытқа байланысын сипаттайды. Аталмыш байланыс жүйенің алдындағы жағдайын білу негізінде оның болашағын алдын ала сипаттауға болады. Классикалық механикада қатыстылық қағидасына сәйкес, кез келген бөлшек белгілі траектория бойынша қозғалады және нақты координат, қуат белгілеріне ие болады. Бұл бөлшек жағдайын әрбір келесі мезетте нақты суреттеуге мүмкіндік береді. Кванттық механикада осы қағида В.Гейзенбергтің белгісіздік қатынастары қағидасымен реттеледі. Физикада қатыстылық және қатыстылық қатынастары табиғаты туралы сұрақ динамикалық және статистикалық заңдардың қатынастар проблемасында нақтыланады. Динамикалық заң жеке объектінің мінез-құлқын басқарады және оның жағдайларының бір мағыналы байланысын бекітуге мүмкіндік береді. Аталмыш заң тікелей қажеттіліктерді көрсете отырып, объективті нақтылықтың кез келген жағдайлықты жоққа шығаратын нақтылық пен көрсетуге мүмкіндік береді. Динамикалық сипаттағы фундаменталды

физикалық теориясының мысалы ретінде Ньютон механикасы мен Максвелл электродинамикасын келтіруге болады. Статистикалық заң үлкен жиынтықтардың мінез-құлқын басқарады да жеке объектілерге қатысты оның мінез-құлқы туралы ықтимал нәтижелерді жасайды. Осы заң қажеттілік пен кездейсоқтылықтың диалектикалық байланысын көрсетеді, кездейсоқтылықты қажеттіліктің

көрініс нысаны ретінде қарастырады. Мысал ретінде кванттық механика және кванттық электродинамика келтірілуі мүмкін.