Банк рефератов содержит более 364 тысяч рефератов, курсовых и дипломных работ, шпаргалок и докладов по различным дисциплинам: истории, психологии, экономике, менеджменту, философии, праву, экологии. А также изложения, сочинения по литературе, отчеты по практике, топики по английскому.
Полнотекстовый поиск
Всего работ:
364150
Теги названий
Разделы
Авиация и космонавтика (304)
Административное право (123)
Арбитражный процесс (23)
Архитектура (113)
Астрология (4)
Астрономия (4814)
Банковское дело (5227)
Безопасность жизнедеятельности (2616)
Биографии (3423)
Биология (4214)
Биология и химия (1518)
Биржевое дело (68)
Ботаника и сельское хоз-во (2836)
Бухгалтерский учет и аудит (8269)
Валютные отношения (50)
Ветеринария (50)
Военная кафедра (762)
ГДЗ (2)
География (5275)
Геодезия (30)
Геология (1222)
Геополитика (43)
Государство и право (20403)
Гражданское право и процесс (465)
Делопроизводство (19)
Деньги и кредит (108)
ЕГЭ (173)
Естествознание (96)
Журналистика (899)
ЗНО (54)
Зоология (34)
Издательское дело и полиграфия (476)
Инвестиции (106)
Иностранный язык (62792)
Информатика (3562)
Информатика, программирование (6444)
Исторические личности (2165)
История (21320)
История техники (766)
Кибернетика (64)
Коммуникации и связь (3145)
Компьютерные науки (60)
Косметология (17)
Краеведение и этнография (588)
Краткое содержание произведений (1000)
Криминалистика (106)
Криминология (48)
Криптология (3)
Кулинария (1167)
Культура и искусство (8485)
Культурология (537)
Литература : зарубежная (2044)
Литература и русский язык (11657)
Логика (532)
Логистика (21)
Маркетинг (7985)
Математика (3721)
Медицина, здоровье (10549)
Медицинские науки (88)
Международное публичное право (58)
Международное частное право (36)
Международные отношения (2257)
Менеджмент (12491)
Металлургия (91)
Москвоведение (797)
Музыка (1338)
Муниципальное право (24)
Налоги, налогообложение (214)
Наука и техника (1141)
Начертательная геометрия (3)
Оккультизм и уфология (8)
Остальные рефераты (21697)
Педагогика (7850)
Политология (3801)
Право (682)
Право, юриспруденция (2881)
Предпринимательство (475)
Прикладные науки (1)
Промышленность, производство (7100)
Психология (8694)
психология, педагогика (4121)
Радиоэлектроника (443)
Реклама (952)
Религия и мифология (2967)
Риторика (23)
Сексология (748)
Социология (4876)
Статистика (95)
Страхование (107)
Строительные науки (7)
Строительство (2004)
Схемотехника (15)
Таможенная система (663)
Теория государства и права (240)
Теория организации (39)
Теплотехника (25)
Технология (624)
Товароведение (16)
Транспорт (2652)
Трудовое право (136)
Туризм (90)
Уголовное право и процесс (406)
Управление (95)
Управленческие науки (24)
Физика (3463)
Физкультура и спорт (4482)
Философия (7216)
Финансовые науки (4592)
Финансы (5386)
Фотография (3)
Химия (2244)
Хозяйственное право (23)
Цифровые устройства (29)
Экологическое право (35)
Экология (4517)
Экономика (20645)
Экономико-математическое моделирование (666)
Экономическая география (119)
Экономическая теория (2573)
Этика (889)
Юриспруденция (288)
Языковедение (148)
Языкознание, филология (1140)

Курсовая работа: Предмет физики

Название: Предмет физики
Раздел: Рефераты по математике
Тип: курсовая работа Добавлен 13:24:01 27 марта 2008 Похожие работы
Просмотров: 564 Комментариев: 2 Оценило: 0 человек Средний балл: 0 Оценка: неизвестно     Скачать

I Введение.

II Предмет физики.

1. Основные открытия в физике на рубеже XIX-XX столетий.

2. Основные философские вопросы современной физики:

а) неисчерпаемость и бесконечность материи;

б) движение: абсолютность и относительность;

в) вопрос об объективной реальности в квантовой физике;

г) проблема причинности;

д) философские размышления о пространстве и времени с

точки зрения относительности; о непрерывном и

дискретном пространстве и времени.

3. Неразрешенные вопросы физики.

III Заключение.

Введение.

Наши дни - время преобразований, время выдающихся достижений

науки и техники. Особенности развития современной науки влияют на

структуру и характер научного познания. Именно они составляют ис-

торически определенные границы, обусловливающие специфику позна-

вательного процесса. Более того, научные знания о природе имеют

существенное значение и для философского осмысления окружающего

мира. То обстоятельство, что физика по сравнению с другими ес-

тественными науками ( например, химией или биологией ) занимается

относительно более общими явлениями окружающего материального ми-

ра, в известной степени определяет ее более непосредственную, не-

жели у других естественных наук, связь с философией.

Физику всегда приходится решать разнообразные онтологические

и гносеологические вопросы, и поэтому он вынужден обращаться к

философии. М. Борн писал: "... Физика на каждом шагу встречается

с логическими и гносеологическими трудностями ... каждая фаза ес-

тественнонаучного познания находится в тесном взаимодействии с

философской системой своего времени: естествознание доставляет

факты наблюдения, а философия - методы мышления."

Физики при разработке современных теорий критически переос-

мысливают накопленные в прошлом знания. Новое знание как бы отри-

цает предшествовавшие, но отрицает диалектически, сохраняя момент

абсолютной истины. Философские идеи, как об этом убедительно сви-

детельствует история, играют чрезвычайно важную роль в процессе

становления физических теорий; без преувеличения можно сказать,

что без философского обоснования физическая теория не может сфор-

мироваться.

Основные открытия в физике на рубеже XIX-XX столетий.

Физика - комплекс научных дисциплин, изучающих общие свойс-

тва структуры взаимодействия и движения материи.

Физику ( в соответствии с этими задачами ) весьма условно

можно подразделить на 3 большие области: структурную физику, фи-

зику взаимодействий и физику движения.

Науки, образующие структурную физику, довольно четко разли-

чаются по изучаемым объектам, которыми могут быть как элементы

структуры вещества ( элементарные частицы, атомы, молекулы ), так

и более сложные образования ( плазма, кристаллы, звезды и т. д. ).

Физика взаимодействий, основанная на представлении о поле,

как материальном носителе взаимодействия, делится на 4 отдела (

сильное, электромагнитное, слабое, гравитационное ).

Физика движения ( механика ) включает в себя классическую

( Ньютоновскую ) механику, релятивистскую ( Энштейновскую ) меха-

нику, нерелятивистскую квантовую механику и релятивистскую кван-

товую механику.

Уже в глубокой древности возникли зачатки знаний, впоследс-

твии вошедшие в состав физики и связанные с простейшими представ-

лениями о длине, тяжести, движении, равновесии и т. д. В недрах

греческой натурфилософии сформулировались зародыши всех трех час-

тей физики, однако на первом плане стояла физика движения, пони-

маемая,как изменение вообще. Взаимодействие отдельных вещей трак-

товалось наивно-антропоцентрически ( например, мнение об одушев-

ленности магнита у Фалеса ). Подобное рассмотрение проблем, свя-

занных с анализом движения как перемещения в пространстве, впер-

вые было осуществлено в знаменитых апориях Зенона Элейского. В

связи с обсуждением структуры первоначал зарождаются и конкуриру-

ют концепции непрерывной делимости до бесконечности ( Анаксагор )

и дискретности существования неделимых элементов ( атомисты ). В

этих концепциях закладывается понятийный базис будущей структур-

ной физики.

В связи с задачами анализа простейшей формы движения ( изме-

нения по месту ) возникают попытки уточнения понятий "движение",

"покой", "место", "время". Результаты, полученные на этом пути,

образуют основу понятийного аппарата будущей физики движения -

механики. При сохранении антропоморфных тенденций у атомистов

четко намечается понимание взаимодействия как непосредственного

столкновения основных первоначал - атомов. Полученные умозритель-

ным путем достижения греческой натурфилософии вплоть до XVI в.

служили единственными средствами построения картины мира в науке.

Превращение физики в самостоятельную науку обычно связывает-

ся с именем Галилея. Основной задачей физики он считал эмпиричес-

кое установление количественных связей между характеристиками яв-

лений и выражение этих связей в математической форме с целью

дальнейшего исследования их математическими средствами, в роли

которых выступали геометрические чертежи и арифметическое учение

о пропорциях. Использование этих средств регулировалось сформули-

рованными им основными принципами и законами ( принцип относи-

тельности, принцип независимости действия сил, закон равноуско-

ренного движения и др. ).

Достижения Галилея и его современников в области физики дви-

жения ( Кеплер, Декарт, Гюйгенс ) подготовили почву для работ Нь-

ютона, преступившего к оформлению целостного предмета механики в

систему понятий. Продолжая методологическую ориентацию на принци-

Ньютон сформулировал три закона движения и вывел из них ряд

следствий, трактовавшихся прежде как самостоятельные законы. Нь-

ютоновские "Математические начала натуральной философии" подвели

итоги работы по установлению смысла и количественных характерис-

тик основных понятий механики - "прстранство", "время", "масса",

" количество движения", "сила". Для решения задач, связанных с

движением, Ньютон ( вместе с Лейбницем ) создал дифференциальное

и интегральное исчисление - одно из самых мощных математических

средств физики.

Начиная с Ньютона , и вплоть до конца XIX в. механика трак-

туется как общее учение о движении и становится магистральной ли-

нией развития физики. С ее помощью строится физика взаимодейс-

твий, где конкурируют концепции близкодействия и дальнодействия.

Успехи небесной механики, основанные на ньютоновском законе

всемирного тяготения, способствовали победе концепции дальнодейс-

твия. По образу теории тяготения строилась и физика взаимодейс-

твий в области электричества и магнетизма ( Кулон ).

В конце XIX в. физика вплотную поставила вопрос о реальном

существовании атома. Штурм атома шел во всех основных разделах

физики: механике, оптике, электричестве, учении о строении мате-

рии. Каждое из крупнейших научных открытий того времени: открытие

Д. И. Менделеевым периодического закона элементов, Г. Герцем -

Д. Д. Томсоном - электронов и супругами Кюри - радия, по-своему

вело к эксперементальному доказательству существования атома,

ставило задачу изучения закономерностей атомных явлений. Другими

, весьма малых частиц стала рассматриваться как научно установ-

ленный факт. Начатые в 1906 г. Ж. Перреном замечательные экспере-

ментальные исследования броуновского движения подтвердили пра-

вильность малекулярно-кинетической теории этого явления, разрабо-

танной А. Энштейном и М. Смолуховским, и принесли полный триумф

идеям атомизма, которые в новой физике получили не предвиденное

прежде глубокое содержание. Развитие атомистики привело Э. Резер-

форда к открытию атомного ядра и к созданию планетарной модели

атома. Эти открытия положили начало новой физике: отпало положе-

ние о неизменности массы тела: оказалось, что масса тела растет с

увеличением его скорости; химические элементы оказались преврати-

мыми одни в другие; возникла электронная теория, представляющая

новую ступень в развитии физики. Механическая картина мира усту-

пила место электромагнитной.

После открытия электронов и радиоактивности физика стала

развиваться с небывалой прежде быстротой. Из непременимости клас-

сической физики к проблеме теплового излучения родилась знамени-

тая квантовая физика М. Планка. Из конфликта классической механи-

ки и электромагнитной теории Максвелла возникла теория относи-

тельности. Сначала теоретически, а затем эксперементально и про-

мышленно ( ядерная энергетика ) установили связь m и E (E=mc 52 0), а

также зависимость массы движущегося тела от скорости его движе-

ния, покончили с резким противопоставлением материи и движения,

характерным для классической физики. Общая теория относительности

( Энштейн 1916 ), интерпритировавшая поле тяготения как искривле-

ние пространства-времени, обусловленное наличием материи, переки-

нула еще один мост от материи и движения к взаимодействию.

Физика, открыв новые виды материи и новые формы движения,

сломав старые физические понятия и заменив их новыми, по-новому

поставила старые философские вопросы. Важнейшие из них - это воп-

росы о материи, о движении, о пространстве и времени, о причин-

ности и необходимости в природе, об объективности явлений.

Неисчерпаемость и бесконечность материи.

Учение философского материализма о материи ( развитое Лени-

ным ) имеет решающее значение для понимания всего содержания но-

вой физики. Существуют ли какие бы то ни было неизменные элемен-

ты, абсолютная субстанция, неизменная сущность вещей и т. п.?

Стремление найти их - наиболее характерная черта всякой метафизи-

ческой философии. Механический материализм, в частности, видел в

материи некую абсолютную неизменную субстанцию, и естествоиспыта-

тели XVIII-XIX вв. под материей обычно понимали неизменные атомы,

движущиеся по законам классической механики.

Новый философский материализм не признает существование не-

изменных элементов, абсолютной неизменной субстанции, отрицает

неизменную сущность всех вещей. " "Сущность" вещей или "субстан-

ция",- пишет Ленин,- тоже относительны; они выражают только уг-

лубление человеческого познания объектов, и если вчера это углуб-

ление не шло дальше атома, сегодня - дальше электрона и эфира, то

диалектический материализм настаивает на временном, относитель-

ном, приблизительном характере всех этих вех познания природы

прогрессирующей наукой человека". (4, с. 249 ). Для философского мате-

риализма неизменно одно: признание внешнего мира,существующего

независимо от сознания людей. В соответствии с этим находится

данное Лениным определение материи: ... объективная реаль-

ность,существующая независимо от человеческого сознания и отобра-

жаемая им". ( 4, с. 248 )

Не только атомы, но и электроны, протоны и др. элементарные

частицы вещества, разнообразные физические поля ( электромагнит-

ное, ядерное и др. ), атомные ядра, молекулы и т. д. - все они

существуют независимо от человеческого сознания, отражаясь в фи-

зических понятиях, теориях, гипотезах. Они - объективная реаль-

ность, материя. Материя неисчерпаема:" электрон также неисчерпа-

ем, как и атом, природа бесконечна..." (4,248). Пределы, до кото-

рых доходит сегодня наше знание материи, являются относительными

пределами; углубляя наше знание материального мира,наука преодо-

левает их. Бесконечность природы раскрывается в ходе все более

глубокого ее познания человеческим разумом, и развитие новой фи-

зики с особой яркостью подтверждает это положение.

Особый интерес с точки зрения материи представляет централь-

ная проблема современной физики - теория элементарных частиц. Не-

которые ученые, применяя односторонне теорию относительности к

этой проблеме, вывели заключение, что элементарные частицы, т. е.

электроны,протоны,нейтроны и т. д., не могут иметь конечных раз-

меров, а должны рассматриваться как геометрические точки. С этим

заключением,естественно, согласиться нельзя. Природа бесконечна,

неисчерпаема. это относится и к атому и к электрону и к другим

элементарным частицам. Поэтому свойсва этих частиц не сводятся

лишь к тем свойствам,которые рассматривает теория относительнос-

ти; эта последняя, как и всякая физическая теория, не охватывает

до конца явлений и предметов природы. Т. о., необходимо искать

существование более глубоких законов для решения проблемы элемен-

тарных частиц. На этой основе выросла релятивистская квантовая

механика. Но по физическим представлениям, нуклоны имеют опреде-

ленные размеры, поэтому выдвигается вопрос о структуре элементар-

ных частиц, а теория релятивистской квантовой механики не решает

этой проблемы. Это приводит к радикальным изменениям этой физи-

ческой теории и поискам новых теорий.

Поиск "сумасшедших идей", столь актуальный в современной фи-

зике, с точки зрения проблемы реальности, представляет собой

проблему существенно новых принципов построения физической карти-

ны мира, которые позволили бы придать теории элементарных частиц

логическую замкнутость и полноту. Большинство ученых считает,что

принципов квантовой механики и теории относительности недостаточ-

но для осуществления этой цели. Однако, отсутствие ощутимых успе-

хов в преодолении этой недостаточности вынуждено при решении

конкретных задач до сих пор ограничиваться лишь незначительными

модификациями квантово-релятивистского концептуального аппарата,

не затрагивающими его принципиальных основ.

Но стоит подчеркнуть, что релятивистская квантовая механика

позволяет решать вопросы, относящиеся к превращениям элементарных

частиц. Согласно этой теории, пространство, в котором нет элект-

ронов, позитронов, фотонов и т. д., называемое по традиции "ваку-

умом", на самом деле не есть пустое пространство. В нем существу-

ют "минимальные поля", реальность которых доказана существованием

некоторых явлений, открытых в атомных спектрах. Открытие матери-

альности физического атома - новая замечетельная иллюстрация не-

исчерпаемости материи.

Движение: абсолютность и относительность.

После открытия атома стало очевидно, что материя бесконечна

и неисчерпаема. Но существование любого материального объекта

возможно только благодаря действию образующих ее элементов и вза-

имодействию этого объекта с внешним окружением.

Взаимодействие приводит к изменению свойств, отношений, сос-

тояний объекта. Изменение в философии обозначается понятием дви-

жения. Т. о., движение внутренне присуще материи, ибо движение

есть форма бытия материи. Достижения физики XIX-XX вв. значитель-

но повлияли на представления о смысле движения.

Квантовая теория, появившаяся в связи с парадоксами объясне-

ния наблюдаемого распределения энергии в спектре излучения абсо-

лютно черного тела ( Планк,1900) явлениями фотоэффекта (Эйн-

штейн,1905 ) и противоречиями планетарной модели мира ( Бор,1913)

стала общей теорией взаимодействия и движения микрообъектов. В

связи с этим физика движения в специальной теории относитель-

ности ( Эйнштейн,1905 ) сделала ненужными представления об эфире

как абсолютной системе отсчета. Это дало возможность и в физике

взаимодействий отказаться от эфира и приписать полю самостоятель-

ное существование.

Различные виды движения материи способны превращаться в друг

друга. Такие превращения могут происходить или в пределах одной

физической системы ( например, когда механическое движение прев-

ращается в тепловое ), или движение в одной системе может возбу-

дить движение в других. Однако, при всех превращениях, движение

не уничтожается и не возникает, т. е. абсолютно. Доказательством

этого положения выступило открытие в физике закона сохранения

энергии ( закона сохранения движения - в более широком смысле ).

Но одновременно со своей абсолютностью, движение относительно,

т.к. физические системы движутся относительно других физических

систем. Доказательством этого положения выступает открытие прин-

ципа относительности Галилеем в 1636 г. Несмотря на то, что прин-

цип относительности был открыт в XVII в.,он не применялся в клас-

сической физике только потому, что все существенные результаты в

ней были получены раньше, чем было понято его значение. Но этот

принцип оказался незаменимым в релятивистской физике, хотя играет

одинаковую роль и в классической, и в релятивистской теории.

Вопрос об объективной реальности в квантовой физике.

Вопрос об объективности явлений открытых современной физикой

можно проследить на примере квантовой механики.

Квантовая механика - физическая теория частиц и явлений

атомного масштаба - покоится на открытии двуединой корпускуляр-

но-волновой природы атомных объектов. С точки зрения диалектики,

все это не вызывает никаких недоумений, ибо диалектика учит нахо-

дить не противоречия, какие существуют в материальной действи-

тельности в движении и развитии, и отображать их в понятиях. В

самом деле, законы квантовой механики отражают одновременно и

корпускулярные, и волновые свойства движущегося вещества в отли-

чие от законов классической механики, которые отражают движение

вещества только в корпускулярном аспекте.Квантовые величины ха-

рактеризуют не просто корпускулярную, но одновременно и волновую

природу атомных процессов. Именно поэтому квантовые величины -

суть величины особого рода и, в частности, не сводятся к класси-

ческим величинам, хотя последние используются при их определении,

подобно тому, как скорость в классической механике не сводится к

пути и времени, хотя без последних не определяется. Разумеется,

квантовые величины связываются друг с другом по-иному нежели

классические величины, что и демонстрируется, например, соотноше-

нием неопределенностей для импульса и координаты. Отображая объ-

ективные свойства атомов, соотношение неопределенностей позволяет

находить новые факты об атомах ( например,применяя его к вопросу

о составе атомного ядра, можно доказать, что в атомном ядре не

может быть электронов ). Понятие квантового импульса, соотношение

неопределенностей, как и вся квантовая механика, отражают строе-

ние и свойства материи на ее,так сказать, атомном уровне. Кванто-

вая механика всем своим содержанием свидетельствует о новых ги-

гантских успехах человеческого разума, о том, что человек прошел

еще одну существенную ступень в своем познании и овладении зако-

нами природы. Эти взгляды на квантовую механику представлены оте-

чественной наукой, а также учеными других стран: П. Ланжевен, Луи

Вижье ( Франция), Д. Бом (Америка), Л. Яноши (Венгрия) и др.

Существуют, однако, и другие воззрения на квантовую механи-

ку, известные под названием "копенгагенской интерпритации", исхо-

дящей из идеалистической позиции. Ее представляют прежде всего Н.

Бор и В. Гейзенберг - физики, создавшие вместе с Э.Шредингером и

П. Дираком квантовую механику. Суть "копенгагенской интерприта-

ции" квантовой механики ( в изложении Бора и Гейзенберга ) сво-

дится к следующему: сочетание волновых и корпускулярных понятий

при описании атомных явлений недопустимо: уж слишком они противо-

речивы. Но, вместе с тем, необходимо осмыслить в понятиях физики

те эксперементы, которые неопровержимо свидетельствуют о волновых

и корпускулярных свойствах движущихся атомных объектов. Других

понятий, описывающих атомные эксперементы, кроме понятий класси-

ческой механики, нет. Чтобы применять без противоречий понятия

классической механики, необходимо признать существующим принципи-

ально неконтролируемое взаимодействие, между атомным объектом и

прибором, которое ведет к тому, что в атомной области использова-

ние одного классического понятия ( например, импульса ) исключает

другое ( координату ). С этой точки зрения понятие атома или его

импульса существуют реально только при наблюдении атома прибором

соответствующего класса. Развитие этих идей приводит к утвержде-

нию: если при описании поведения электронов пользоваться прост-

ранственно-временными понятиями, то обязателен отказ от причин-

ности; если же пользоваться понятиями причинности, то столь же

обязательно представлять электроны вне пространства и времени. Т.

о., пространственно-временное описание и принципы причинности

исключают друг друга и в этом смысле являются "дополнительными".

Руководствуясь концепцией дополнительности, Бор и Гейзенберг выс-

казались за пересмотр в квантовой механике вопроса об объективной

реальности, причинности и необходимости.

Вся суть в том, что "копенгагенская интерпретация" пытается

решить неправильно ею же поставленную задачу: проследить за пове-

дением атомного объекта, принципиально не выходя за рамки понятий

классической механики. Когда же выясняется, что эта задача невы-

полнима, отрицательный результат такой попытки рассматривается не

как необходимое следствие существования волновых свойств атомных

объектов, а приписываются наличию некоторого "неконтролируемого

взаимодействия" между объектом и прибором, т. е. наличию дополни-

тельности. Но принципиальной неконтролируемости не существует -

это доказали труды современных ученых-физиков. Теория принципи-

альной неконтролируемости и дополнительности есть лишь фантасти-

ческое отражение нераздельных корпускулярно-волновых свойств мик-

рообъекта.

Проблема причинности.

Бор и Гейзенберг неправильно увидели в философском свете

свои собственные достижения в науке. Это отразилось у них и на

разборе проблемы причинности, которая в современных дискуссиях по

квантовой механике занимает важнейшее место

"Копенгагенская интерпритация" именно потому, что она не

признает объективной реальности, существующей независимо от наб-

людения, приходит к заключению, что причинность - "неплодотворная

и бессмысленная спекуляция", устарелое понятие, на смену которому

пришло, мол, понятие дополнительности, что квантовая механика ин-

детерминистична и т. д.

На самом деле квантовая механика чужда индетерминистическим

концепциям. Всем своим научным содержанием она подтверждает науч-

ный материализм нашей эпохи.

Вместе с тем научный материализм указал квантовой механике

выход из тупика индетерминизма на безграничные просторы познания

закономерностей микроявлений.

Детерминизм, т.е. признание того, что все явления природы,

необходимо закономерно, причинно связаны друг с другом, лежит в

основе науки. Существующая в мире случайность представляет собой

форму проявления необходимости и может быть правильно понята

только в связи с необходимостью и на ее основе. Одну из форм все-

общей взаимозависимости явлений материального мира составляет

причинность. История науки, в том числе физики и механики, как и

вся общественная практика человека, приводит к выводу, что наши

знание закономерных, необходимых, причинных связей явлений приро-

ды становится с развитием науки и практики все более глубоким и

полным, преодолевая относительную ограниченность, свойственную

науке на отдельных ее ступенях.

Квантовая механика дает великолепный материал для подтверж-

дения этих положений. Открытие Гейзенбергом соотношения неопреде-

ленностей и Шредингером волнового уравнения, имеющего в квантовой

механике такое же значение, как законы Ньютона в классической ме-

ханике, открытие своеобразных статистических законов атомных яв-

лений, о которых старая физика и не догадывалась, знаменовали со-

бой прогресс в познании объективных закономерностей природы,

дальнейшее углубление нашего знания объективных причинных связей.

Объективные закономерные, причинные связи явлений не сводятся к

тем причинным связям, которые выразила в своих уравнениях класси-

ческая механика; они бесконечно многообразнее и "удивительнее",

чем это допускал механический материализм.

Для правильного ответа на филосовский вопрос о причинности,

поставленный квантовой механикой, важно учесть следующее положе-

ние Ленина: "Казуальность, обычно нами понимаемая, есть лишь ма-

лая частичка всемирной связи6 но ... частичка не субъективной, а

объективной реальной связи". ( 5,с. 136 )

Философские размышления о пространстве и времени.

Достижения физики XIX-XX вв. значительно повлияли на конк-

ретные представления о смысле таких философских категорий, как

пространство и время.

Современные физические представления о пространстве и време-

ни разработаны теорией относительности; по сравнению с классичес-

кой физикой - это новая ступень в познании физикой объективно-ре-

альных пространств и времени. Теория относительности, созданная

великим физиком нашей эпохи А. Эйнштейном, связала в высшем

единстве классическую механику и электродинамику, и пересмотрела

основные понятия и положения классической механики, относящиеся к

длине и длительности, к массе, энергии, импульсу и т. д., подчи-

нив их новым физическим понятиям и положениям, полнее и глубже

отражающим движущуюся материю.

Для классической физики пространство и время были некими са-

мостоятельными сущностями, причем пространство рассматривалось

как простое вместилище тел, а время - как только длительность

процессов; пространственно-временные понятия выступали как не

связанные друг с другом. Теория относительности показала односто-

ронность такого взгляда на пространство и время. Пространство и

время органически связаны, и эта связь отражается в теории отно-

сительности, в математическом аппарате которой фигурируют так на-

зываемые четырехмерные пространственно-временные векторы и тензо-

ры.Эта теория привела к выводам о зависимости ритма часов от сос-

тояния их движения, зависимости массы от скорости, о взаимозави-

симости между массой и энергией; все эти выводы широко подтверж-

дены опытом.

В чем же состоят основные выводы теории относительности по

данному вопросу? Специальная теория относительности, построения

которой было завершено А. Эйнштейном в 1905 году, доказала, что в

реальном физическом мире пространственные и временные интервалы

меняются при переходе от одной системы отчета к другой. Старая

физика считала, что если системы отсчета движутся равномерно и

прямолинейно относительно друг друга (такое движение называется

инерциальным), то пространственные интервалы ( расстояние между

двумя ближними точками ), и временные интервалы ( длительность

между двумя событиями ) не меняются.

Теория относительности эти представления опровергла, вернее,

показала их ограниченную применимость. Оказалось, что только тог-

да, когда скорости движения малы по отношению к скорости света,

можно приблизительно считать, что размеры тел и ход времени оста-

ются одними и теми же, но когда речь идет о движениях со скорос-

тями, близкими к скорости света, то изменение пространственных и

временных интервалов становится заметным. При увеличении относи-

тельной скорости движения системы отсчета пространственные интер-

валы сокращаются, а временные растягиваются.

До создания теории относительности считалось, что объектив-

ность пространственно-временного описания гарантируется только

тогда, когда при переходе от одной системы отсчета к другой сох-

раняются отдельно пространственные и отдельно временные интерва-

лы. Теория относительности обобщила это положение. В зависимости

от характера движения систем отсчета драг относительно друга про-

исходят различные расщепления единого пространства-времени на от-

дельно пространственный и отдельно временной интервалы, но проис-

ходят таким образом, что изменение одного как бы компенсирует из-

менение другого. Получается, что расщепление на пространство и

время, которое происходит по-разному при различных скоростях дви-

жения, осуществляется так, что пространственно-временной интер-

вал, т.е. совместное пространство-время ( расстояние между двумя

близлежащими точками пространства и времени ), всегда сохраняет-

ся, или, выражаясь научным языком, остается инвариантом. Тем са-

мым специальная теория относительности раскрыла внутреннюю связь

между собой пространства и времени как форм бытия материи. С дру-

гой стороны, поскольку само изменение пространственных и времен-

ных интервалов зависит от характера движения, то выяснилось,

пространство и время определяются состояниями движущейся материи.

Они таковы, какова движущаяся материя.

Идей специальной теории относительности получила дальнейшее

развитие и конкретизацию в общей теории относительности, которая

была создана Эйнштейном в 1916 г. В этой теории было показано,

что геометрия пространства-времени определяется характером поля

тяготения, которое в свою очередь, определено взаимным расположе-

нием тяготеющих масс. Вблизи больших тяготеющих масс происходит

искривление пространства ( его отклонение от евклидовой метрики )

и замедление хода времени. Если мы зададим геометрию пространс-

тва-времени, то тем самым автоматически задается характер поля

тяготения, и наоборот: если задан определенный характер поля тя-

готения, то автоматически задается характер пространства-времени.

Здесь пространство, время, материя и движение оказываются ограни-

ченно сплавленными между собой.

Пространство-время нашего мира имеет 4 измерения: три из них

характеризуют пространство и одно - время. В истории философии и

естествознания эти свойства пространства и времени не раз пыта-

лись объяснить но естествознание не располагало достаточными воз-

можностями для этого, поэтому это положение было принято как

опытный факт. Первый шаг в обосновании трехмерности пространства

и одномерности времени был сделан австрийским физиком П. Эренфес-

том. Он показал, что трехмерность пространства является условием

существования устойчивых связанных систем, состоящих из 2 тел.

Впоследствии этот опыт был обобщен применительно к атомам и моле-

кулам. Было показано, что только в трехмерном пространстве воз-

можно образование электронных оболочек вокруг ядра, существование

атомов, молекул и макротел.

Интересен еще один момент в размышлениях физики о философс-

ких категориях пространства и времени: относительный характер

непрерывности и дискретности пространства и времени. Известно,

что представления о непрерывности пространства и времени являются

фундаментальными представлениями теоретической физики. Их истин-

ность в рамках классической физики и теории относительности не

подвергается сомнению.

Модель континуального пространства-времени, хорошо служившая

в классической физике и теории относительности, оказывается слиш-

ком бедной для того, чтобы адекватно определить реальную структу-

ру пространства, времени и движения на уровне микромира ( высоко-

энергетических процессов ). Это проявляется не только в виде

трудностей с расходимостями, возникающими в процессе квантоэлект-

родинамических расчетов, но и в необходимости на основании клас-

сической модели симметрии пространства-времени объяснить новые

законы сохранения, открытые физикой элементарной частиц ( сохра-

нение барионного и лептонного зарядов и др.).

В связи с этими трудностями значительное распространение по-

лучили концепции, отвергающие необходимость использования предс-

тавлений о непрерывности пространства и времени в физическом опи-

сании. Одно из направлений развития релятивистской квантовой фи-

зики, идет по пути отказа от рассмотрения пространственно-времен-

ного аспекта физической реальности ( теория матрицы рассеяния ).

В связи с этим имели место утверждения о том, что пространство и

время носит макроскопический характер, а для физики микромира ре-

альность пространства и времени вообще отрицается. Более широкую

поддержку со стороны физиков и философов получила концепция диск-

ретного пространства-времени. Но несмотря на отдельные успехи ис-

пользование гипотезы дискретного пространства-времени не привело

пока, к согласованию физических принципов теории относительности

и квантовой механики. На основании эксперементальных данных по

рассеянию элементарных частиц можно сказать, что для интервалов

10 5-15 0 - 10 5-16 0 см пространство является непрерывным. Т.о., созда-

лась действительная ситуация, которая свидетельствует о необходи-

мости методологического анализа устоявшихся физических представ-

лений о структуре пространства и времени. Трудности развития фи-

зики элементарных частиц говорят, по-видимому, о том, что модель

континуального пространства-времени является идеализацией струк-

туры реального пространства-времени. Она определенно недостаточна

для полноты описания объектов микромира. Вместе с тем и гипотеза

только дискретного пространства и времени не приводит к желанной

полноте. Модель дискретного пространства-времени также является

идеализацией.

Т.о., решение проблемы, видимо, может быть получено на осно-

вании утверждения о необходимой взаимосвязи непрерывного и диск-

ретного. Впервые это утверждение высказал Гегель. А В.И.Ленин

указал, кроме того, на материальное основание этого единства. Он

сказал, что движение есть единство непрерывности ( времени и

пространства ) и прерывности ( времени и пространства ). Из поло-

жения о единстве прерывного и непрерывного следует задача фило-

софского анализа: выяснение и исследование различных конкретных

форм этого единства.

В своей работе "Об относительном характере непрерывности и

дискретности" (13,с.133) А.И.Панченко попытался осветить один из

аспектов взаимосвязи непрерывного и дискретного на основе относи-

тельности этих понятий. Очевидно, что затронутая тема является

обширной и благодатной для философского исследования, в котором

она еще очень нуждается. Вместе с тем, исходя из уже рассмотрен-

ных материалов, можно сделать некоторые методологические выводы.

Представляется плодотворным подход, отвергающий абсолютизацию и

онтологизацию моментов непрерывности или дискретности в реальной

структуре пространства и времени. Дискретность и непрерывность

пространства-времени, взятые сами по себе в отрыве друг от друга,

представляют собой не более, как идеализации, хотя, быть может, и

необходимые с точки зрения конкретной физической ситуации. Таким

образом, решить этот вопрос в духе признания взаимного логическо-

го исключения обсуждаемых представлений.

- 19 -

Неразрешенные вопросы физики.

Существует огромное количество нерешенных физикой проблем. А

значит, у философии впереди большое поле деятельности. Рассмотрим

некоторые нерешенные проблемы физики.

Физика элементарных частиц.

Наиболее фундаментальной было и остается исследование мате-

рии на самом глубоком уровне - уровне элементарных частиц. Накоп-

лен огромный экспериментальный материал по взаимодействиям и

превращениям элементарных частиц, произвести же теоретическое

обобщение этого материала с единой точки зрения пока не удается.

Не решена задача построения квантовой теории тяготения и т.д.

Астрофизика.

Развитие физики элементарных частиц и атомного ядра позволи-

ло приблизиться к пониманию таких сложных проблем, как эволюция

Вселенной на ранних стадиях развития, эволюция звезд и образова-

ние химических элементов. Но остается неясным, каково состояние

материи при огромных плотностях и давлениях внутри звезд и "чер-

ных дыр". Все другие проблемы имеют более частный характер и свя-

заны с поисками путей эффективного использования основных законов

для объяснения наблюдаемых явлений и предсказания новых.

Физика ядра.

После создания протонно-нейтронной модели ядра был достигнут

большой прогресс в понимании структуры атомных ядер, построены

различные приближенные ядерные модели. Однако, последовательной

теории атомного ядра, позволяющей расчитать, в частности, энергию

связи нуклонов в ядре и уровне энергии ядра, пока нет. Одна из

важнейших задач - проблема управляемого термоядерного синтеза.

Квантовая электроника.

Здесь стоят задачи поисков новых применений лазерного излу-

чения; дальнейшего повышения мощности и расширение диапазона длин

волн лазерного пучка с плавной перестройкой на частоте; создания

рентгеновских лазеров.

Физика твердого тела.

Здесь ведутся активные поиски нефононных механизмов сверх-

проводимости, что позволило бы создать высокотемпературные сверх-

проводники. Разрабатываются новые направления исследования твер-

дых тел акустическими методами. Большое значение имеет изучение

физики полимеров.

Физика плазмы.

Возможность изучения плазмы связана с двумя обстоятельства-

ми. Во-первых, в плазменном состоянии находится подавляющая часть

вещества Вселенной. Во-вторых, именно в высокотемпературной плаз-

ме имеется реальная возможность осуществления управляемого термо-

ядерного синтеза.

Глобальная проблема, стоящая перед физикой плазмы - разра-

ботка эффективных методов разогрева плазмы до порядка 1 млрд гра-

дусов и удержание ее в этом состоянии в течение времени, доста-

точного для протекания термоядерной реакции в большей части рабо-

чего объема.

Разумеется, проблемы современной физики имеются во всех раз-

делах физики и их общее число огромно.

Заключение.

В следствии общности и широты своих законов, физика всегда

оказывала воздействие на развитие философии и сама находилась под

ее влиянием. Открывая новые достижения, физика не оставляла фило-

софские вопросы: о материи, о движении, об объективности явлений,

о пространстве и времени, о причинности и необходимости в природе.

Развитие атомистики привело Э.Резерфорда к открытию атомного

ядра и к созданию планетарной модели атома. Это достижение углу-

било наши знания о материи и доказало, что материя неисчерпаема и

бесконечна.

Открытие закона сохранения движения и применение по-новому

принципа относительности Галилея дополнили наши знания о движении

материи. Эти достижения доказали абсолютность и относительность

движения.

Вопрос об объективности явлений открытых современной физи-

кой, в квантовой механике оказывается далеко не простым. С точки

зрения диалектики двуединая корпускулярно-волновая природа атом-

ных объектов не вызывает никаких недоумений. Но существуют и дру-

гие воззрения на квантовую механику, например,"копенгагенская ин-

терпретация", которая не допускает сочетание волновых и корпуску-

лярных понятий. "Копенгагенская интерпретация" пытается просле-

дить за поведением атомного объекта, принципиально не выходя за

рамки понятий классической механики. Когда же выясняется, что эта

задача невыполнима, отрицательный результат такой попытки расс-

матривается не как необходимое следствие существования волновых

свойств атомных объектов, а приписывается наличию некоего "не-

контролируемого взаимодействия" между объектом и прибором, т.е.

наличию дополнительности. Но современные ученые доказали, что те-

ории принципиальной неконтролируемости и дополнительности есть

лишь фантастическое отражение нераздельных корпускулярно-волновых

свойств микрообъекта.

Одну из форм всеобщей взаимозависимости явлений материально-

го мира составляет причинность. Квантовая механика дает велико-

лепный материал для подтверждения положения о том, что наше зна-

ние закономерных, причинных связей явлений природы становится с

развитием науки более глубоким и полным.

Достижения физики XIX-XX вв., а именно открытие теории отно-

сительности значительно повлияли на смысл пространства и времени.

Эта теория показала, что пространство и время органически связа-

ны; и более того, пространственные и временные интервалы меняются

при переходе от одной системы отсчета к другой, причем при увели-

чении относительной скорости движения системы отсчета пространс-

твенные интервалы сокращаются, а временные растягиваются. В 20-е

годы нашего столетия П.Эренфест обосновал проблему о трехмерности

пространства и одномерности времени, которая раньше представляла

собой опытный факт.

Открытия современной науки в микромире высокоэнергетических

процессов поставило перед физикой и философией вопрос о непрерыв-

ности и дискретности пространства и времени. И, хотя, по этой

проблеме уже сделаны некоторые выводы, эта тема все же является

не разработанной.

Существует огромное количество нерешенных физикой проблем от

фундаментальных, связанных с элементарными частицами и проблемой

строения и развития Вселенной, до более частных, связанных с по-

иском путей эффективного использования основных законов для объ-

яснения наблюдаемых явлений и предсказания новых.

Очевидно, что перед философией открывается огромное поле де-

ятельности: философски обосновать проблемы современной науки -

физики.

Литература.

1. Большая Советская Энциклопедия. Т.27. Ст."Физика".М.,"Со-

ветская Энциклопедия",1977.

2. Введение в философию: Учебник для вузов. В 2 ч.Ч 2 / Фро-

лов И.Т., Араб-Оглы Э.А. и др. М.: Политиздат, 1989.

3. История философии для физиков и математиков. Б.Г. Кузне-

цов. М.:"Наука", 1974.

4. Ленин В.И. Соч.,Т.14.

5. Ленин В.И. Философские тетради. Госполитиздат,1947.

6. Материалистическая диалектика: методология естественных,

общественных и технических наук. М.: "Наука",1983.

7. Современная философия науки: Хрестоматия /

Сост.,вступ.ст. А.А.Печенкина. М.:"Наука", 1994.

8. Философские вопросы современной физики. Под ред. И.В.Куз-

нецова, М.Э. Омельяновского. М.: Гос. изд. Полит.литер.,

1958.

9. Философия науки и техники: Учеб. пособие / В.С.Степин,

В.Г.Горохов, М.А.Розов. М.: Контакт-Альфа, 1995.

10. Философия и методология науки. В 2 ч.Ч 2 / Науч.ред.

В.И.Купцов. М.: SvR-Аргус, 1994.

11. Философия и мировоззренческие проблемы науки. М.:"Наука",

1981.

12. Философия и прогресс физики. В.С.Готт, В.Г.Сидоров.

М.:"Знание", 1986.

13. Философия и физика. Изд-во Воронежского университета. Во-

ронеж,1994.

14. Философская энциклопедия. Гл.ред. Ф.В. Константинов.

Ст."Физика". М.:"Советская Энциклопедия",1970.

Оценить/Добавить комментарий
Имя
Оценка
Комментарии:
Где скачать еще рефератов? Здесь: letsdoit777.blogspot.com
Евгений06:46:40 19 марта 2016
Кто еще хочет зарабатывать от 9000 рублей в день "Чистых Денег"? Узнайте как: business1777.blogspot.com ! Cпециально для студентов!
16:09:58 24 ноября 2015

Работы, похожие на Курсовая работа: Предмет физики

Назад
Меню
Главная
Рефераты
Благодарности
Опрос
Станете ли вы заказывать работу за деньги, если не найдете ее в Интернете?

Да, в любом случае.
Да, но только в случае крайней необходимости.
Возможно, в зависимости от цены.
Нет, напишу его сам.
Нет, забью.



Результаты(149934)
Комментарии (1829)
Copyright © 2005-2016 BestReferat.ru bestreferat@mail.ru       реклама на сайте

Рейтинг@Mail.ru