9. Принципы симметрии и законы сохранения

Изучение физических процессов макро- и микромира обнаруживает такую их особенность как инвариантность (сохранение) некоторых физических величин. Это выражается в законах сохранения. Например, энергии, импульса, электрического заряда, барионного и лептонного зарядов и т.д. Законы сохранения выражают свойства симметрии как фундаментального свойства мира. Симметрия проявляется, например, в существовании правого и левого, частиц и античастиц, зарядовой симметрии кварков и т.д.

Однородность пространства и времени и изотропность времени означают инвариантность системы по отношению к определенным преобразованиям переменных. Однородность времени – по отношению к сдвигам времени, т.е. к изменению системы отчета, соответствует закон сохранения энергии; однородность пространства по отношению к сдвигам в пространстве, т.е. переносу начала координат - закон сохранения импульса; изотропность пространства по отношению к повороту осей системы координат – закон сохранения момента импульса.

9. Положения и принципы квантовой механики

Квантовая механика учитывает тот факт, что энергия на микроуровне изменяется дискретно (квантами), что микрочастицы обладают двойственной природой (дуализм волна - частица). Эти факты указывают на то, что законы классической физики неприменимы к микропроцессам, что идеал научного знания необходимо изменить. Это изменение состоит в том, что одновременно с абсолютной точностью нельзя измерить такие величины как скорость и координату, момент времени и энергию. Эта специфика микромира нашла свое выражение в соотношениях неопределенностей Гейзенберга и принципе дополнительности Бора.

Принцип неопределённости Гейзенберга – невозможно одновременно точно измерить две сопряжённые величины (координаты частицы и её импульс).

Принцип дополнительности Бора – волновое и корпускулярное описания микропроцессов не исключают и не заменяют, а взаимно дополняют друг друга.

Законы квантовой механики описывают процессы только как вероятностные, а не как однозначно определяемые.

11. Динамические и статистические закономерности

Хаос - это беспорядок, испорченный порядок; бесструктурность, стихийность; в античной философии неупорядоченная первопотенция мира, из которой возникает всё существующее; бесформенное состояние мира.

Порядок - это регулярное расположение частиц, объектов по всему занимаемому пространству; последовательный ход чего-нибудь; правила, по которым совершается что-нибудь. Порядок – это устойчивые связи элементов в системе и занимаемое место элементов в системе.

Энтропия - это термодинамическая функция системы, мера способности теплоты к превращению. В равновесном процессе изменение энтропии равно отношению количества теплоты, сообщённого системе или отведённого от неё, к термодинамической температуре. Неравновесные процессы в изолированной системе сопровождаются ростом энтропии, они приближают систему к состоянию равновесия, в котором энтропия максимальна. Энтропия описывает направление термодинамического процесса. В замкнутой системе энтропия не может убывать, а лишь возрастает до достижения максимума. Увеличение энтропии системы означает переход в наиболее вероятное состояние, энтропия при этом достигает своего максимума. Энтропия характеризует вероятность, с которой устанавливается то или иное состояние, и является мерой хаотичности или необратимости. Чем больше порядка, тем меньше энтропии и наоборот.

Детерминизм - это учение о причинной материальной обусловленности природных, социальных и психических явлений. Сущностью детерминизма является идея о том, всё существующее в мире возникает и уничтожается закономерно, в результате действия определённых причин.

Индетерминизм - это учение, отрицающее объективную причинную обусловленность явлений природы, общества и человеческой психики.

Динамический закон - это закон, отображающий объективную закономерность в форме однозначной связи физических величин, выражаемых количественно. Предсказания, полученные на основе динамических законов, носят однозначный характер. Например, F=ma.

Динамическая теория - это физическая теория, представляющая совокупность динамических законов. Динамическими теориями являются: классическая механика Ньютона, электродинамика Максвелла.

Лапласовский детерминизм (механического детерминизма) - это абсолютизация динамических закономерностей и, следовательно, явления в природе предопределены с железной необходимостью, случайность исключается, она есть мера нашего незнания.

Статистический закон - это закон, отображающий объективную закономерность в вероятностной форме. Характерные черты статистических законов:

1. В статистических теориях любое состояние представляет собой вероятностную характеристику системы.

2. В статистических теориях по известному начальному состоянию в качестве результата однозначно определяются не сами значения физических величин, а вероятности этих значений внутри заданных интервалов.

К статистическим теориям относятся: статистическая термодинамика, квантовая электродинамика, квантовая механика.