10.Проблемы термодинамики: научно-исторические, теоретические и философские аспекты.

Термодина́мика - раздел физики, изучающий соотношения и превращения теплоты и других форм энергии. В термодинамике имеют дело не с отдельными молекулами, а с макроскопическими телами, состоящими из огромного числа частиц.. В термодинамике рассматриваются не только вопросы распространения теплоты, но и физические и химические изменения, связанные с поглощением теплоты веществом, а также, наоборот, выделение теплоты в ходе физических и химических превращений. Термодинамика находит широкое применение в физической химии и химической физике при анализе физических и химических процессов, в современной физиологии и биологии, в двигателестроении, теплотехнике, авиационной и ракетно-космической технике. Первоначально в термодинамике много внимания уделялось обратимым процессам и равновесным состояниям, так что более подходящим для нее казалось название "термостатика", но благодаря С. Аррениусу (1859-1927) и Г. Эйрингу (1901-1981) получило весьма основательную разработку ее применение к анализу скоростей химических реакций (химической кинетике) В настоящее время главной проблемой в термодинамике является ее применение к необратимым процессам, и уже достигнуты большие успехи в построении теории, по широте охвата сравнимой с термодинамикой обратимых процессов.

11. Принцип детерминизма и его значение в контексте изучения процессов с нелинейной динамикой.

Детерминизм - учение, признающее существование универсальной взаимосвязи. Сущностью детерминизма является идея о том, что всё существующее в мире возникает и уничтожается закономерно, в результате действия определённых причин. 1. Всё определено в этом мире, и ничто не в состоянии этого изменить. 2. Всякое действие вызывает следствие подобно всему тому, что происходит в этой жизни. На принципе детерминизма построена вся классическая физика, за исключением термодинамики и молекулярной физики. Детерминизм подразумевает выполнение обратимости времени, то есть частица придёт в исходное состояние, если обратить время. Каждая траектория единственным образом определяется начальными условиями. Всё это находится в замечательном согласии с экспериментальными данными макромира.

Тео́рия ха́оса — математический аппарат, описывающий поведение некоторых нелинейных динамических систем, подверженных при определённых условиях явлению, известному как хаос. Поведение такой системы кажется случайным, даже если модель, описывающая систему, является детерминированной. Примерами подобных систем являются атмосфера, турбулентные потоки и др. Погрешность определяется как различие между изменениями в тестируемом и подобном состояниях. Детерминированная система будет иметь очень маленькую погрешность (устойчивый, постоянный результат) или она будет увеличивается по экспоненте со временем (хаос). Когда в нелинейную детерминированную систему вмешиваются внешние помехи, ее траектория постоянно искажается. Более того, действия помех усиливаются из-за нелинейности и система показывает полностью новые динамические свойства. Статистические испытания, пытающиеся отделить помехи от детерминированной основы или изолировать их, потерпели неудачу. При наличии взаимодействия между нелинейными детерминированными компонентами и помехами, в результате появляется динамика, которую традиционные испытания на нелинейность иногда не способны фиксировать.

12. Пространственно-временная структура универсума. Современные физические представления о пространстве и времени. Как следует из главных констант вакуума (эфирной среды), основными образующими космоса являются пространство, время, масса и электрический заряд (ток). Соответственно, универсум включает в себя следующие категории:

1.Пространство. Пространство признается объективной сущностью, вмещающей видимый и невидимый (то есть за пределами нашего восприятия) универсум. Пространство определяется мерой длины (расстояния).

2.Эфирная среда (вакуум). Эфирная среда равномерно заполняет видимое пространство. Эфирная среда обладает пространственно-сетчатой структурой и физическими свойствами. Эта структура состоит из двух равных, но противоположных по знаку зарядов. Эфирная среда определяется мерами длины, времени, массы и электрического заряда (тока).

3.Масса. Массой обладают эфирная и физические среды. Размерности эфирной и физической масс различаются.

4.Время. Мерой времени могут служить отсчеты колебательных деформаций эфирной среды. Перемещения физического тела могут быть зафиксированы во времени.

5.Электрический заряд (ток). Величина электрического заряда (тока) определяет степень деформации эфирной среды неподвижным (движущимся) электрическим зарядом. Величина тока измеряется, например, ампером.

Понятия пространства и времени составляют основу физики. Альберт Эйнштейн создал в 1905 г. специальную теорию относительности. В соответствии с теорией относительности, пространство и время относительны — результаты измерения длины и времени зависят от того, движется наблюдатель или нет. Основываясь на теории Эйнштейна, Герман Минковский создал теорию, описывающую пространство и время как 4-мерное пространство-время. Согласно общей теории относительности, массивные тела искривляют пространство-время, что и обуславливает гравитационные взаимодействия. Как можно представить искривление пространства? Представим себе очень тонкий лист резины, и будем считать, что это - модель пространства. Расположим на этом листе большие и маленькие шарики - модели звезд. Эти шарики будут прогибать лист резины тем больше, чем больше масса шарика. Это наглядно демонстрирует зависимость кривизны пространства от массы тела и показывает также, что привычная нам евклидова геометрия в данном случае не действует (работают геометрии Лобачевского и Римана).