Концепции на съвременната наука (31) - абстрактен, страница 11

1. Вероятността за големи системи като атрибут.

Идеята на вероятностно поведението на молекулите означава нов подход към описанието на системи, състоящи се от голям брой частици (по-големи системи). Пример белязани молекули в действителност, непрактично поради по принцип не могат да бъдат проследени в рамките на малък интервал от време за движението на една молекула. Освен това не е възможно да се определи точно координатите и скоростите на всички молекули на макроскопично тяло в същото време в даден момент.

Предизвикателството в този случай, в зависимост от подхода на Максуел и Болцман казано по друг начин: да се намери вероятността, че молекулата има някакъв конкретен процент стойност.

Трябва да се отбележи, че Максуел въведена Болцман да опише случаен поведение на молекули концепция на вероятностите, вероятността (статистическа практика) и се получава право на разпределение на скоростта на молекулите на газа. От газовите молекули непрекъснато се сблъскват помежду си и със стените, някои от тях ще се движат много бавно, а другият - много бързо. Разпределението на скоростта е показано на Фиг.1. (Това има подобна форма на енергия разпределение на молекулите). Както можете да видите, тези дистрибуции не са симетрични по отношение на средните стойности на скоростта (и енергия).

През 1878 г. на Болцман, както бе споменато по-рано, на понятието за вероятност прилага към втория закон на термодинамиката. В резултат на това той е в състояние да покаже, че вторият закон (началото) на термодинамиката е, наред с други неща, в следствие на законите на статистическата поведение на голяма част от населението на частици.

Трябва да се отбележи значително несъответствие между термодинамиката, които са възникнали в рамките на механичната картина на света и на практика класическата механика.

Фактът, че законите на нютоновата класическата механика са обратими. С други думи, в класическия динамична система, винаги е възможно, като се променя първоначалните условия, донесе на системата до известна "желания" състояние. С други думи, на интеграцията на диференциални уравнения на движение се свежда до изчисляване на траекториите на частиците, които дават пълно описание на поведението на частици, както в миналото, настоящето и бъдещето. Достатъчно е да се определят началните условия и уравнения на движение на тялото, за да получите пълно описание на предложението за всяко време.

Тук имаме, следователно, пълната обратимост на процесите и тяхното детерминизъм (предопределението). Според концепцията на МКМ, Творецът е създал света, и да го приведе в движение. В бъдеще този свят се развива в неговите уникални детерминирани закони. Както бе споменато по-рано, тази идея се нарича "лапласова детерминизъм". В крайното проявление на Лаплас детерминизъм е идеята за света на диференциално уравнение на Лаплас, който описва движението на всички органи на Вселената и това прави възможно въз основа на това описание на нейното минало и бъдеще.

С развитието на статистическата физика и термодинамиката на мястото на причинно- динамичните закони са статистически закони, които позволяват да се предвиди развитието на природата не е с абсолютна сигурност, но само с висока степен на вероятност.

Различни по отношение на Лаплас детерминизъм и изводи за големи възможности за управление на системи. Според класическата физика, липса на елементи на вероятностите, случайност позволява въздействието върху системата, системата за контрол напълно недвусмислени последици.

Въпреки това, II закон на термодинамиката, показва, че в резултат на необратим и вероятностния характер на процесите в термодинамична система, те не могат да бъдат контролирани до края. Известно е много живо описание на фактите, дадени от И. Пригожин и И. Stengers "необратимо увеличаване на ентропията, която описва подхода на системата до състоянието неустоимо" привличане "го, аз го предпочитам пред другите, - състояние, от което системата няма да работи" на добра воля ".

Отново трябва да се подчертае, вероятностни, статистическа поведение на атрибут. т.е. неразделна качество на по-големи системи. Важно е да се помни, че на втория закон на термодинамиката и статистически закони губят своята сила за системи с малък брой индивиди.

Този факт бе отбелязано от Максуел, като каза, че в системи с малък брой обекти в резултат на статистическите закони трябва да бъде нарушаването на втория закон на термодинамиката.

Концепцията на вероятностите, шанс са неразделна част от съвременната интерпретация на процеса, не само във физически системи, но също така, особено в по-сложни системи, като биологична. Ние знаем, че важен фактор в еволюцията е естествен подбор. Въпреки това, има и други фактори. Един от тях - нещастен случай. Всъщност, видовете източници на вариране са случайни генетични или хромозомни мутации. Особено важна е ролята на случайните процеси в малки групи от населението.

2. стрела на времето

Ние знаем, че една неотменна собственост на време - фокус си от миналото към бъдещето.

В действителност, в описанието на всички явления, с които човек трябва да се справи с миналото и бъдещето играят различни роли [4]. Това е вярно по физика, която изучава макроскопични явления (за микрокосмос на фундаментално ниво на описание на тази ориентация, няма време), биология, геология и хуманитарните науки. Защо това е така, а не иначе? Известният физик Едингтън дойде с ярък името на "стрелата на времето".

Британски астрофизик Freud Хойл препоръчва посоката на свързване на време с посоката на процеса на увеличаване на разстоянието между галактики в разширяване на Вселената, която се наблюдава в момента. Тази идея бе подкрепена и Едингтън. Въпреки това, разширяването на вселената, както е видно от така наречените "Червена смяна" на спектралните линии в радиация далеч един от друг галактики ( "разминаване" на галактиките) не означава разширяване на всяко място. в противен случай тя ще разшири размера на органите, а това не се наблюдава. И тъй като няма физически въздействие на този принцип, на рецесията от галактики или разширяването на Вселената не може да повлияе на хода на времето в елементарни процеси. С разширяването на вселената може да се определи само "космологичен мащаб на времето."

Ето какво време на философа Владимир Porus в интервю за списание "Знанието е сила" O.Balla:

VP: Понякога си мисля, че най-дълбоките въпроси за времето, човек пита дете. Детето казва: "Един час." Въпрос час, който е преминал? Как да отговорим? Капка вода, парче дърво, намотка от тел, един килограм на зърнени култури, аз прилага мярка за някои предмет, не мога да го оценява. Но когато те казват "един час", аз не знам, Chto измеря. Впоследствие детето ще разбере, че ние сме сравняване на различните процеси и да изберете някой от тях като мярка за: махало, промените на небето, радиация честотата на сърдечния ритъм ...

Има и субективното възприятие на изминалото време, в резултат на психологическите процеси, които ни дават "психологически мащаб на времето." Въпросът за себе си психологически момент е много сложно. За необичайно - "естествен" човек в примитивни, племенни време dotsivilizovannom тя премина бързо (например през нощта), а след това бавно (протокол от тревожност чакане) и се концентрира в това (на принципа "тук и сега"). В миналото, когато тя е вечна и, в същото време, моментно. Ние спаси много останки от субективно възприятие на времето. По-специално, като се отбелязва датата на годишнината, ние почти ги идентифицира с първоначалното събитие. Древна такова сливане е в реда на нещата. Известният психолог Елиът Арънсън смята, че човешката памет е реконструктивна не записваме минали събития точно като магнетофон и пресъздаващи спомени от фрагменти, запълване на пропуските, които, по наше мнение, е трябвало да бъде по това време. И това реконструкция е силно зависима от външни становища - не е трудно да се убеди човек, който е бил в миналото.

В същото време във Вселената е необратим процес на растеж ентропия. Той не знаеше определя стрела на времето? В действителност, според Болцман, увеличението на ентропията е необратим процес и се разглежда като проява на нарастващия хаос постепенно "забравяйки" на първоначалните условия. Така .termodinamicheskie процеси определят и "термодинамична скала от време."

Така че ние всъщност имаме три "стрела на времето":

· Космологичен (разширяваща се вселена);
· Психологическа (субективно възприятие, опит);
· Термодинамична (растеж ентропията).

Фактът, че "стрела на времето" в момента е в нашата Вселена са същите, това е една от тайните на съвременната картина на света.

Говорейки за стрела на времето, може да се спомене, както и различни "екзотични хипотези" за природата на времето, например, хипотезата на многовариантно време, изтъкнати от физик Л. Barashenkov.

3. Проблемът на топлинна смърт на вселената и колебанието на хипотезата на Болцман.

По-нататъшното развитие на принципа на необратимост, ентропия принцип увеличение се състои в разпространението на този принцип във Вселената като цяло, което е било направено от Клаузиус. Така, съгласно втория принцип всички физични процеси протичат в посока на пренос на топлина от горещо тяло на по-малко горещо, което означава, че бавно, но сигурно процеса на изравняване на температурата във вселената. Ето защо, в бъдеще се очаква температурни разлики изчезване в целия свят и трансформиране на енергия в топлинна енергия, разпределени равномерно във вселената. Клаузиус заключение е, както следва:

1. енергия на света е постоянна.
2. ентропията на света има тенденция до максимум.

По този начин, топлина смърт на Вселената означава пълното прекратяване на всички физически процеси на Вселената се дължи на преминаването към състояние на равновесие с максимална ентропия.

Съвременната наука отхвърля понятието "топлина смърт" във връзка с Вселената като цяло. Фактът, че Клаузиус прибягва в мотивите си за следващата екстраполацията:

1. Вселената се разглежда като затворена система.
2. Развитието на света може да бъде описан като промяна на своите държави.

За света като цяло състояние с максимална ентропия че има смисъл, тъй като тя е за всеки краен система.

Легитимността на тези екстраполации е доста съмнително, че свързаните с това проблеми са трудни за съвременна физическа теория.

Колебания. Проблемът за бъдещето на Вселената се опита да реши Болцман. Той също така смята затворена изолирана система на Вселената, но тя се прилага за колебанията на концепцията.

Чрез движението на физическото количество се означава отклонение от истинската стойност на количеството от нейната средна стойност поради случаен топлинна движение на частиците в системата.

Болцман счита видимата част на Вселената като една малка част от безкрайната Вселена. За такова поле колебание допустимо отклонение от равновесие един, така че като цяло изчезва необратима еволюция на Вселената до хаос и топлинна смърт.

Аз трябва да кажа, че Болцман е силно повлияна от теорията на Дарвин, наричайки XIX век на Дарвин. Еволюционната теория за ролята на колебанията толкова голяма. В крайна сметка, еволюция - е пътят от случайни колебания на видовете в посока на увеличаване на сложността ред. В същото време в областта на физиката, според втора плоча - точно обратното, т.е. необратимост води до унищожаването на поръчката. Така Болцман се опита да премахне това противоречие, за да се създаде теория за еволюцията на системата към равновесие.

Колебания теория, разработена след трагичната смърт на Л. Болцман през 1906 г. и по-специално, произведенията на Айнщайн и Smoluchowski.

В момента проблемът за самоорганизиращи сложни системи се разглеждат като част от нов интердисциплинарен посока - Synergetics.

1. Какво е по-големите системи в термодинамиката?
2. Възможно ли е да се определи точно координатите и скоростите на всички молекули на микроскопичен тялото в същото време в даден момент?
3. Обяснете Закона за статистиката на скоростното разпределение.
4. Обяснете твърдението, че законите на нютоновата класическата механика са обратими.
5. Какво казват хората за възможността за цялостни системи за контрол на класическата механика и термодинамиката?

6. Какво, според Пригожин и И. Stengers описва необратимо нарастване на ентропията?
7. Кои системи - големи или малки, имат смисъл статистически закони?
8. Какви са основната характеристика на времето?
9. Обяснете понятието "стрела на времето"?
10. Какво е космологичната стрела на времето?

11. Каква е термодинамична стрела на времето?
12. Каква е психологическата стрела на времето?
13. Обяснете на концепцията за топлинна смърт на вселената.
14. Това, което е колебанието?
15. Какво е движението на хипотезата Болцман?

Лекция 9. електромагнитна картина на света (EMKM)

1. Основни експериментални закони elektromagnetizma2. електромагнитната теория на полето на Максуел
3. E-Лоренц теория

Тестовите въпроси
литература