Кеңістік және уақыт туралы түсініктердің дамуы

Салыстырмалылық теориясы

Қазіргі кездегі физикадағы детерминизм және себептілік

Динамикалық және статистикалық заңдар

КЕҢІСТІК ЖӘНЕ УАҚЫТ ТУРАЛЫ ТҮСІНІКТЕРДІҢ ДАМУЫ

Кеңістік ұғымы обьектілерді бақылау мен тәжірибелік пайдалану негізінде қалыптасты.

Уақыт ұғымы адамның оқиғалардың ауысуын сезінуінің нәтижесінде, заттардың жағдайының біртіндеп өзгеруі арқылы жүзеге асырылады.

Күнделікті адам санасында кеңістік пен уақыт үғымы қалыпты тұрмыстық жағдай ретінде есептелінеді, материя уақыт пен кеңістіктің аумағында қарастырылып, материя жоғалған күйде де, олар сақталып қала береді деп есептеледі.

Мундай көзқарас кеңістік пен уақытқа абсолютті мән береді, және бүл жайлы И.Ньютонның «Табиғат философиясының математикалық бастамалары» атты еңбегінде нақты анықтама берілді. Бұл жерде абсолютті кеңістік пен уақыт жаратылыстың материалдық процестерден тәуелсіз өзін-өзі басқаратын элементтері ретінде қарастырылады. Бұл концепция «қара жәшік концепциясы» деп аталады.

Бірақ оларда субстанцияның ең маңызды қасиеті- әр түрлі денелерді тудыру қабілеті жоқ. Сонымен қатар басқа концепциялар да бар (Беркли, Мах, Авенари-ус тағы басқа) олар кеңістік пен уақытты адам санасына тәуелді етіп көрсетеді. Кеңістік пен уақыт мәселелері жақыннан әсер ету және алыстан әсер ету концепцияларымен тығыз байланысты. Алыстан әсер ету гравитациялық және электр күштерінің бір сәтте абсолюттік кеңістік арқылы таралуы, ең соңында өзінің көздеген мақсатына құдайдың буйрығымен жетеді. Ал жақыннан әсер ету концепциясы (Декарт, Гюйгенс, Френель, Фарадей) кеңістікті зат пен эфирдің жалғасы ретінде қарастырады.

Өзара әрекеттесу мен кеңістікті түсіну классикалық физиканың шеңберінде дами отырып, XX ғасырда одан әрі дамыды.

Кеңістік пен уақыт қайтадан материя атрибуты ретінде оны анықтайтын байланыстары және өзара байланыстары арқылы түсіндірледі.

Уақыт пен кеңістіктің қазіргі кездегі түсінігі А.Эйнштейннің салыстырмалылық теориясы арқылы түсіндіріледі.

 

САЛЫСТЫРМАЛЫЛЫҚ ТЕОРИЯСЫ

Бұл теорияның ең алғашқы бастамасы салыстырмалылық принципі болып табылады.

XX ғасырдың басында салыстырмалық принципі оптика мен физикаға және физикалық басқа салаларына қатысты екендігі белгілі болды. Салыстырмалық принципі өзінің мэнін кеңейтіп, мынадай анықтамаға ие болды: оқшауланған материалдық жүйеде кез-келген процесс бірдей жүреді, және ол жүйе бір қалыпты түзу сызықты қозғалыс жағдайында болуы керек. Немесе физиканың заңдары бар-лық инертті жүйелерде бірдей формаға ие.

Бір инертті жүйеден келесіге ауысу Лоренц қайта өзгертулері арқылы жүзеге асырылады. Бірақ жарық жылдамдығы түрақтылығы туралы мәліметтер қайтадан жаңа түсініктерді қажет ететін мәселелерге әкеліп тіреді. 1904 жылы X. Лоренц қозғалыстағы дене өзінің қозғалыс бағыты бойынша қысқаратындығын және әртүрлі жүйелерде байқалатын уақыт аралықтары өлшенетінін айтты. Бірақ, келесі жылы А.Эйнштейн Лоренц қайта қүруларындағы байқалатын уақытты нақты уақыт ретінде қарастырды.

Жалпы салыстырмалылық теориясында кеңістік- уақыт қатынастарының материалдық процестерге қатысының жаңа жақтары ашылды. Жалпы салыстырмалылық теориясы инерциялық және гра-витациялық массалардың эквиваленттік принципінен шығады. Атап айтқанда, массалардың эквиваленттік принципінің негізінде салыстырмалылық принципі қалыптасты, ол жалпы салыстырмалылық теориясында табиғат заңдарының инварианттылығын бекітті.

Салыстырмалылық теориясы кеңістіктің ауырлық күшінің әсерінен майысатындығын және уақыт барысының күшті гравитациялық өрістерде баяулайтыкын анықтады.

Жалпы салыстырмалылық теориясының фантастикалық болжам-дарының бірі — өте күшті тартылыс өрісінде уақыттың толық тоқтайтындығы туралы. Тартылыс күші артқан сайын уақыттың баяу-лауы да күшейе түседі. Уақыттың баяулауы жарықтың гравитациялық қызыл орын ауыстыруы арқылы байқалады да, толқындар үзындығы артқан сайын оның жиілігі азая береді. Белгілі бір жағдайда толқын үзындығы шексіздікке, ал жиілігі нөлге үмтылады.

Салыстырмалылық теориясы уақыт пен кеңістіктің бірлігін көрсетті, кеңістік-уақыттық төртөлшемдік контимуум туралы түсінік қалыптасты.

Салыстырмалылық теориясы масса мен энергияны Е-МС қатынасымен байланыстырды, мұнда С — жарық жылдамдығы.

Салыстырмалылық теориясында екі заң — зат массасының және энергиясының сақталуы заңдары бірігіп, энергия және зат массасының сақталуы деген бір заңға айналды.

 

ҚАЗІРП КЕЗДЕГІ ФИЗИКАДАҒЫ ДЕТЕРМИНИЗМ ЖӘНЕ СЕБЕПТІЛІК

Қазіргі кездегі жаратылыстанудағы, оның ішінде физикадағы өзекті мәселелердің бірі — әлемдегі себептілік және себептілік қатынастар табиғатының мәселесі. Физикада бұл мәселе обьективті заңдылықты динамикалық және статистикалық заңдар арқылы беріледі. Бұл мәселені шешуде екі философиялық бағыт — детерминизм және индетерминизм қалыптасты.

Детерминизм — табиғи, әлеуметтік және психологиялық құбылыстардың обьективті себептерін жоққа шығарды.

Қазіргі кездегі физикада детерминизм идеясы обьективті физика-лық заңдылықтарды тану арқылы беріліп, іргелі физикалық теория-ларға сүйенеді.

Іргелі физикалық теориялар (заңдар) физикалық заңдылықтар туралы ең маңызды білім жиынтығын береді. Әрине, бұл білім жиынтығы ең соңғы нәтиже деп қарастырылмайды, дегенмен бүгінгі күнде табиғаттағы физикалық процестерді толық ашып көрсетеді.

Ғылымтанушы ғалымдар кез келген физикалық теорияның негізін үш элемент:

1) физикалық бірліктер жиынтығы (Мысалы: Ньютон механикасында — кординаталар, импульс, энергия, күш тағы басқа);

2)    физикалық күш түсінігі;

3)    қозғалыс теңдеуі, яғни белгілі жүйенің эволюциясын көрсететін теңдеу құрайды деп есептейді.

 

ДИНАМИКАЛЫҚ ЖӘНЕ СТАТИСТИКАЛЫҚ ЗАҢДАР

Динамикалық заң дегеніміз — физикадағы обьективті заңдылықтарды сан түрінде, физикалық бірліктер байланысы арқылы беретін заң. Динамикалық заңдардың жиынтығын динамикалық теория деп атайды.

Тарихи түрде алғанда ондай теориялардың алғашқысы Ньютон-ның классикалық механикасы.

Іргелі физикалық теориялардың ішіндегі тағы бірі — Максвелдің электродинамикасы. Максвелл теңдеулері материяның злектромаг-ниттік формасы үшін қозғалыс теңдеулері болып табылады. Сонымен бірге электродинамика қурылымы ортақ сипаттары бойынша Ньютон механикасының қурылымын анықтайды.

Динамикалық сипаттағы басқа іргелі теорияларға түтас орта механикасы, термодинамика және жалпы салыстырмалылық теориясы (гравитациялық теория) жатады.

Физикадағы классикалық детерминизмнен бастарту -динамикалық заңдардың әмбебап емес екендігін, олардан басқа табиғаттың терең заңдары — яғни, XIX ғасырдың екінші жартысында ащылған статистика-лық заңдардың бар екендігі түжырымдалды.

Статистикалыц заңдар мен теориялардың мынандай өзіндік ерекшеліктері бар:

1.        Статистикалық теорияларда кез-келген күй жүйенің ықтималды сипаттамасын береді. Буның езі статистикалық теорияларда күй физикалық бірліктер арқылы емес, бұл бірліктердің статистикалық таралуы арқылы анықталды.

2.        Статистикалық теорияларда белгілі алғашқы нәтиже бойынша физикалық бірліктердің шамалары емес, бұл шамалардың берілген интервал ішіндегі ықтималды мәні анықталады.

Күйдің статистикалық теориялардағы ықтималды сипаттары ди-намикалық теориялардағы сипаттамаларынан мүлдем өзгеше.

Статистикалық заңдар мен заңдылықтар деңгейінде біз себептілік пен жолығамыз. Бірақ статистикалық заңдылықтардағы детерминизм табиғаттағы детерминизм формасының ең терең түрін береді.

Статистикалық заңдар мен теориялар физикалық заңдылықтарды сипаттаудың ең бір жетілген түрі болып табылады.

Физикада статистикалық заңдар шыға салысымен олардың динамикалық заңдармен қатысы туралы мәселе қарастырыла бастады.

Статистикалық заңдар-заңдылықтарды сипаттаудың жаңа турі ретінде, алғашында классикалық механиканың динамикалық теңдеулері негізінде берілді.

Кванттық теорияның пайда болуы және дамуы біртіндеп динамикалық және статистикалық заңдардың табиғат заңдылықтарын көрсетудегі ролін қайта қарауға алып келді. Сондықтан, көптеген ғалымдар: Н. Бор, В.Гейзенберг, М.Борн, П.Ланжеван және басқалары статистикалық заңдарды алғашқы деп қарау туралы тезис усынды.

Статикалық және динамикалық заңдарды қарастырған кезде біз бул мәселенің екі аспектісімен кездесеміз.

Бірінші аспекті бойынша, динамикалық және статистикалық заңдар арасындағы қатынас былай беріледі: жеке обьектілердің жағдайын білдіретін заңдар — динамикалық заңдар, ал олардың жиын-тығынаң жағдайын білдіретін заңдар- статистикалық заңдар ретінде қарастырылады. Классикалық механика мен статистикалық механика арақатынасы осындай.

Екінші аспект бойынша, динамикалық және статистикалық заңдардың арақатынасының мәселесі қарастырылады. Бүған мысал ретінде термодинамика және статистикалық механика, Максвелдің электродинамикасы мен электрондық теория жатады.