- •1.Понятие науки. Классификация наук.
- •2. Естественнонаучная и гуманитарная культуры.
- •3. Научная картина мира.
- •4. Методы эмпирического уровня познания. Понятие факта.
- •5. Методы теоретического познания. Гипотеза и теория.
- •6. Основные этапы развития естествознания.
- •7. Понятие натурфилософии. Основные достижения античного естествознания.
- •8. Первая универсальная физико-космологическая картина мира (Аристотель).
- •9. Геоцентрическая система Птолемея.
- •10. Основные черты средневековой картины мира.
- •11. Гелиоцентрическая система Коперника. Законы Кеплера.
- •12. Основные черты механической картины мира.
- •13. Динамические законы Ньютона.
- •14. Закон Всемирного тяготения. Принцип дальнодействия.
- •15. Теория электромагнитного поля. Вещество и поле.
- •16. Принципы относительности Галилея и Эйнштейна.
- •17. Пространство и время в классической механике и теории относительности.
- •18. Принцип эквивалентности и общая теория относительности.
- •19. Тяготение и свойства пространства и времени.
- •20. Первое и второе начала термодинамики.
- •21. Энтропия, вероятность, информация. Их взаимосвязь.
- •22. Детерминизм. Виды детерминизма.
- •23. Понятие вероятности. Динамические и статистические закономерности.
- •24. Виды взаимодействий в природе.
- •25. Учение о составе вещества. Природа химического соединения.
- •26. Периодическая система д. И. Менделеева.
- •27. Эволюционная химия и проблема возникновения живого.
- •28. Понятие живого. Структурные уровни живого.
- •29. Принципы теории эволюции ч. Дарвина.
- •30. Генетика: основные понятия и принципы. Достижения генетики в хх веке.
- •31. Синтетическая теория эволюции.
- •32. Основные концепции антропогенеза.
- •33. Основные черты биосферы как системы.
- •34. Экология как наука. Сущность экологических проблем.
- •35. Понятие самоорганизации. Условия и механизмы самоорганизации.
- •36. Принцип универсального эволюционизма.
- •37. Корпускулярно-волновой дуализм. Принцип дополнительности.
- •38. Квантовая механика и строение атома.
- •39. Принцип неопределенности. Понятие физического вакуума.
- •40. Строение Солнечной системы. Солнечно-земные связи.
- •41. Строение и эволюция звезд.
- •42. Теория расширяющейся Вселенной. "Большой взрыв".
- •43. Проблема поиска внеземных цивилизаций.
- •44. Антропный принцип в космологии.
17. Пространство и время в классической механике и теории относительности.
В ходе разработки своей теории Эйнштейну пришлось пересмотреть прежние представления классической механики о пространстве и времени. Прежде всего, он отказался от ньютоновского понятия абсолютного пространства и времени, а также от определения движения тела относительно абсолютного пространства.
Тот факт, что расстояние и время в теории относительности определяются наблюдателем по отношению к определенной системе отсчета, отнюдь не свидетельствует о том, что эти понятия имеют произвольный характер, устанавливаемый субъектом.
Другой важный результат теории относительности состоит в том, что она связывает обособленные в классической механике понятия пространства и времени в единое понятие пространственно-временного континуума (непрерывности).
Теория относительности возникла из электродинамики, и поэтому все эксперименты, которые подтверждают электродинамику, косвенно подтверждают также и теорию относительности. Но кроме подобных косвенных свидетельств существуют эксперименты, которые непосредственно подтверждают выводы теории относительности.
Наиболее выдающимся подтверждением данной теории был отрицательный результат опыта американского физика Альберта Майкельсона (1852—1931), предпринятого им для проверки гипотезы о световом эфире. Согласно господствовавшим в то время воззрениям все мировое пространство заполнено эфиром — гипотетическим веществом, колебания которого вызывают световые волны. Вначале эфир уподоблялся упругой механической среде, а световые волны рассматривались как результат колебаний этой среды. Но эта механическая модель эфира в дальнейшем встретилась с серьезными трудностями: будучи твердой упругой средой, эфир должен был оказывать сопротивление движению небесных тел, но ничего этого в действительности не наблюдалось. В связи с этим пришлось отказаться от механической модели, но существование эфира как особой всепроницающей среды по-прежнему признавалось.
Для того чтобы обнаружить движение Земли относительно неподвижного эфира, Майкельсон решил измерить время прохождения светового луча по горизонтальному направлению движения Земли и направлению, перпендикулярному к этому движению. Если существует эфир, то время прохождения светового луча по горизонтальному и перпендикулярному направлениям должно быть неодинаковым, но никакой разницы Майкельсон не обнаружил. Тогда для спасения гипотезы об эфире Лоренц предположил, что в горизонтальном направлении происходит сокращение тела в направлении движения. Чисто отрицательный результат опыта Майкельсона стал для Эйнштейна 18 лет спустя решающим экспериментом в доказательстве того, что никакого эфира как абсолютной системы отсчета не существует. Сокращение же тела объясняется таким же способом, как и при относительном движении инерциальных систем отсчета.
18. Принцип эквивалентности и общая теория относительности.
Общая теория относительности — физическая теория пространства-времени и тяготения, основана на экспериментальном принципе эквивалентности гравитационной и инерционной масс и предположении о линейности связи между массой и вызываемыми ею гравитационными эффектами.
В рамках этой теории, являющейся дальнейшим развитием специальной теории относительности, постулируется, что гравитационные эффекты вызываются не силовым взаимодействием тел и полей, находящихся в пространстве-времени, а являются проявлениями деформаций самого пространства-времени, вызываемых локальным присутствием массы-энергии. Таким образом, в ОТО, как и в других метрических теориях, гравитация — не силовое взаимодействие.
Пространство-время, как в ускоренной, так и в исходной системе отсчёта в специальной теории относительности является не искривленным — плоским, а в общей теории относительности оно искривляется любым телом и именно его искривление вызывает гравитационное притяжение тел.
Основным отличием пространства-времени общей теории относительности от пространства-времени специальной теории относительности является его искривление, кривизна, которая выражается тензорной величиной — тензором кривизны. В пространстве-времени специальной теории относительности этот тензор тождественно равен нулю и пространство-время является плоским.