- •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.
18. Принцип эквивалентности и общая теория относительности.
Общая теория относительности (ОТО) — 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.
Часто неправильно считают, что в основе общей теории относительности лежит принцип эквивалентности гравитационного и инерционного поля, который обычно формулируют так:
«Достаточно малая по размерам физическая система, находящаяся в гравитационном поле, по поведению неотличима от такой же системы, находящейся в ускоренной (относительно инерциальной системы отсчёта) системе отсчёта, погружённой в плоское пространство-время специальной теории относительности».
Иногда тот же принцип постулируют как «локальную справедливость специальной теории относительности» или называют «сильным принципом эквивалентности».
Исторически этот принцип действительно сыграл большую роль в становлении общей теории относительности и использовался Эйнштейном при её разработке. Однако в самой окончательной форме теории он на самом деле не содержится, так как 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.
Ещё раз подчеркнём: 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.
Аналогичным образом не совсем корректным является и само название «общая теория относительности». Она является лишь одной из множества теорий гравитации, рассматриваемых физиками сейчас, в то время как специальная теория относительности является практически общепринятой научным сообществом и составляет краеугольный камень базиса современной физики.
19. Тяготение и свойства пространства и времени.
ТЯГОТЕНИЕ (гравитация), универсальное взаимодействие между любыми видами физической материи (обычным веществом, любыми физическими полями). Если это взаимодействие относительно невелико и тела движутся медленно по сравнению со скоростью света в вакууме, то их движения описываются всемирного тяготения законом. В случае сильных полей и скоростей, сравнимых со скоростью света, пользуются созданной А. Эйнштейном общей теорией относительности (ОТО), являющейся обобщением ньютоновской теории тяготения. В основе ОТО лежит так называемый принцип эквивалентности сил тяготения и сил инерции. Теория Эйнштейна описывает тяготение как воздействие физической материи на геометрические свойства пространства-времени; в свою очередь эти свойства влияют на движение материи и другие физические процессы. В сильном поле тяготения геометрия обычного трехмерного пространства изменяется, а время течет медленнее, чем вне поля. Теория Эйнштейна предсказывает конечную скорость распространения изменений поля тяготения, равную скорости света в вакууме (эти изменения переносятся в виде гравитационных волн).
Важное проявление единства пространства и времени состоит в том, что с ростом скорости тела течение времени на нем замедляется в точном соответствии с уменьшением его продольных (по направлению движения) размеров. Благодаря такому точному соответствию из двух величии - расстояния в пространстве между какими-либо двумя событиями и промежутка времени, их разделяющего, простым расчетом можно получить величину, которая постоянна для всех наблюдателей, как бы они не двигались, и никак не зависит от скорости любых "лабораторий". Эта величина играет роль расстояния в четырехмерном пространстве-времени. Пространство-время и есть то "объединение" пространства и времени, о котором говорил Г.Минковский.
Вообразить такое формальное присоединение времени к пространству, пожалуй, нетрудно. Гораздо сложнее наглядно представить себе четырехмерный мир. Удивляться трудности не приходится. Когда мы в школе рисуем плоские геометрические фигуры на листе бумаги, то обычно не испытываем никаких затруднений в изображении этих фигур; они двумерны (имеют только длину и ширину).