Особенности квантово-релятивистской картины мира

Практика 6 Эволюция взгляда на физическую картину мира

Физические картины мира

Рассмотрим следующие вопросы: Физическая картина мира. Механическая картина мира. Электромагнитная картина мира. Квантово-релятивистская картина мира.

Физическая картина мира – представление о мире и его процессах, выработанное на основе эмпирического исследования и его теоретического осмысления.

Элементы физической картины мира:

-образ природы;

-представления о материи;

-представления о пространстве и времени;

-представления о движении;

-представления о взаимодействии;

-представления о причинности, закономерности и случайности;

-космологические представления.

Основа физической картины мира строится на базе той области физики, которая занимает лидирующее положение на конкретном этапе развития науки.

Смена физических картин мира:

1.Механическая картина мира (с XYIII в.) строится на базе классической механики.

2. Электромагнитная картина мира (с 3-ей четверти XIX в.) базируется на положениях электродинамики.

4. Квантово-релятивистская картина мира (с начала XX в.) опирается на квантовую механику и теорию относительности.

5. Эволюционная картина мира (с 1970-х гг.) базируется на идеях универсального эволюционизма и синергетики.

Механическая картина мира

1. Природа – мертвый механизм.

2. Материя – вещественная субстанция, состоящая из атомов.

3. Концепция абсолютного пространства и времени.

4. Движение носит простой механический характер.

5. Концепция дальнодействия.

6. Принцип железного детерминизма.

7. Стационарная гелиоцентрическая модель бесконечной в пространстве и вечной во времени Вселенной.

Корпускулярная модель природы в механической картине мира

1.Материя – вещественная субстанция, состоящая из атомов или корпускул.

2. Атомы абсолютно прочны, неделимы, непроницаемы, обладают массой и весом.

Концепция абсолютного пространства и времени

1. Пространство трехмерно, постоянно и не зависит от материи.

2. Время не зависит ни от пространства, ни от материи, обладает свойством длительности.

3. Пространство и время никак не связаны с движением тел, они имеют абсолютный характер.

Представления о движении в классической механике

- Движение – простое механическое перемещение.

- Законы движения – фундаментальные законы мироздания.

- Тела движутся равномерно и прямолинейно, а отклонения от этого движения есть действие на них внешней силы (инерции).

- Мерой инерции является масса.

-Универсальным свойством тел является сила тяготения, которая является дальнодействующей.

Концепция железного детерминизма

- Возможность дать точное механическое описание любого будущего или прошлого состояния Вселенной по ее современному механическому состоянию.

- Исключение случайности.

- Изгнание целевой причины при объяснении природных явлений и процессов.

- Возможность абсолютного знания.

Особенности электромагнитной картины мира

- Открытие нового вида материи – физического поля.

-  Континуальная (полевая) модель природы.

- Реляционная (относительная) концепция пространства и времени.

- Движение – распространение колебаний в поле, которые описываются законами электродинамики.

- Концепция близкодействия.

- Введение понятия вероятности.

Концепции вещества и поля

Вещество: Дискретно и состоит из атомов; обладает массой покоя; мало проницаемо; скорость движения частиц на много порядков ниже скорости света.

Поле: непрерывно; отсутствие массы в состоянии покоя; полностью проницаемо; скорость распространения равна скорости света.

Континуальная модель природы в электромагнитной картине мира:

Материя – единое непрерывное поле с точечными силовыми центрами – электрическими зарядами и волновыми движениями в нем.

Мир – электродинамическая система, построенная из электрически заряженных частиц, взаимодействующих посредством электромагнитного поля.

Реляционная концепция пространства и времени в электромагнитной картине мира- пространство и время связаны с процессами, происходящими в поле, т.е. они не самостоятельны и зависимы от материи.

Особенности квантово-релятивистской картины мира

1. Квантово-полевые представления о материи.

2. Появление представлений о вакууме.

3. Признание невозможности исчерпывающего описания движения (принцип дополнительности).

4. Реляционная концепция пространства и времени в теории относительности Эйнштейна.

5. Квантово-полевой механизм передачи взаимодействий.

6. Открытие сильного и слабого ядерного взаимодействия.

7. Признание роли случайности и вероятностного знания.

8. Нестационарные модели Вселенной.

Квантово-полевые представления о материи- материя обладает корпускулярными и волновыми свойствами, т.е. каждый элемент материи имеет свойства волны и частицы.

Принцип дополнительности Бора - получение информации об одних физических величинах, описывающих микрообъект, неизбежно связаны с потерей информации о некоторых других величинах, дополнительных к первым.

Концепция пространства и времени в теории относительности Эйнштейна

- Реляционное понимание пространства и времени.

- Пространственно-временной континуум.

-Свойства пространства: однородность, изотропность, относительность, протяженность.

- Свойства времени: однородность, изотропность, относительность, длительность, обратимость.

Квантово-полевой механизм передачи взаимодействий - взаимодействие рассматривается как результат не только порождения полей, но и результат обмена виртуальными частицами – квантами (носителями) соответствующего поля.

Представления о причинности, закономерности и случайности в квантово-релятивистской картине мира

- Признание роли случайности и вероятностного знания.

- Признание статистических закономерностей, для которых характерна неоднозначная связь между причиной и следствием.

Космологические представления в квантово-релятивистской картине мира:

- Гелиоцентризм.

- Нестационарность.

- Конечность в пространстве.

- Начало во времени (Большой Взрыв).