Постоянные необратимые изменения Вселенной

Современные представления о мире сложились практически целиком на основании достижений науки XX в. Теория относительностирадикально изменила представление о пространственно-временных отношениях, квантовая механика – о причинно-следственных связях. Современная космология представила новую историю эволюции Метагалактики, начавшуюся около 10–20 млрд лет тому назад, раскрыла единство и целостность космоса, проявляющиеся, прежде всего, во взаимосвязи фундаментальных физических взаимодействий.

Биологиявыявила молекулярные основы процессов жизнедеятельности, проникла в тайны передачи наследственной информации, соединила идеи эволюции и генетики в новую синтетическую теорию, на основе которой удалось понять механизмы образования и изменения живых организмов.

Синергетикапродемонстрировала, что процессы самоорганизации могут происходить не только в мире живого, но и в неживой природе.

Математика, химия, информатика, языкознание, психология и другие науки внесли значительный вклад в современную научную картину мира.

Естественно-научная картина мира рассматривает Вселенную как единое целое. Наука представляет ее как однородную самосогласованную и достаточно простую систему огромного масштаба. Физика показала, что самосогласование Вселенной как системы основывается на ее законах сохранении массы и энергии, материальной и энергетической инверсии, делимости, гравитации, единого поля и др.Свойства фундаментальных взаимодействий определили развитие ранней Вселенной и организацию ее единой структуры, отличающейся простотой в больших масштабах.

При изменении взглядов на картину мира, как правило, пересматриваются основные вопросы мироздания, структура знаний и место науки в жизни общества. Достижения современной науки свидетельствуют, что окружающий нас физический мир существовал не всегда. Вселенная возникла внезапно, в результате Большого взрыва – чудовищного катаклизма, когда температура и давление значительно превосходили их значения, наблюдаемые сегодня.

Современному миру присуща нелинейность, которая свойственна не только физическим процессам, но и экономике, социологии, демографии, экологии.В естествознании активно исследуются процессы самоорганизации материи. Установлено, что новые структуры могут возникать в точках ветвления системы (точках бифуркации или полифуркации), когда становится существенным выбор путей ее развития, а в промежутках между этими точками поведение системы описывается обычными причинно-следственными законами, приводящими к упорядочению этих систем при уменьшении их энтропии. Упорядоченные структуры возникают не только в термодинамике, но и в астрофизике, нелинейной оптике, химии, биологии, экологии, геологии и т.д. Все это свидетельствует в пользу единства Вселенной, но испытывающей постоянные необратимые изменения.

Одной из главных особенностей современной картины мира является ее абстрактный характер и отсутствие наглядности, особенно на фундаментальном уровне познания. Последнее обусловлено тем, что на этом уровне мир познается не с помощью чувств, а с использованием разнообразных приборов и измерительных устройств. Проведение измерений связано с применением особых мер, так называемых единиц физических величин, материальное воплощение которых состоит в изготовлении их эталонов. Единица физической величины представляет собой условно принятую меру, масштаб, стандарт, неизменяющуюся (стабильную) характеристику для количественной оценки свойства измеряемого объекта. Например, в качестве метра первоначально предлагалась 1/10 000 000 часть четверти Парижского меридиана. Специально проведенные измерения дали возможность изготовить эталон (прототип) метра из металлического сплава платины (90%) и иридия (10%). Этот эталон по мере повышения точности измерений стал непригоден, так как измерения всякий раз приводили к разному результату. Более того, позднее было установлено, что в вычислениях эталонной длины метра была допущена ошибка. Исследованиями ученых также было определено, что размеры Земного шара изменяются. Этими изменениями нарушался основополагающий принцип создания эталонной базы физических величин: стабильность эталона и его воспроизводимость. Именно стабильность эталонов является необходимым условием достижения достоверности и точности результатов измерений. Решением Международной Генеральной конференции по мерам и весам, участники которой стремились к установлению стабильного метра – единицы длины, было принято решение считать этот прототип неизменным, а его длину выразить в более точных и неизменных мерах микромира: через определенное количество длин волн монохроматического излучения. После того, как и эта точность измерения стала неудовлетворительной, в качестве метра приняли путь, проходимый лучом света в вакууме за время, равное 1/299 792 458 с. Таким образом, был создан неуничтожаемый, воспроизводимый с необходимой точностью эталон длины, являющимся естественной мерой.

За всю историю существования искусственных первичных метровых эталонов, изготовленных в Париже для стран-участниц Генеральной конференции по мерам и весам, эталон для Сербии, как выявилось после контрольных измерений и сравнений, более всех из имеющихся прототипов изменил свою длину. Причиной этого явились тряски и падения эталона во время перевозок из-за боевых действий на Балканах во время I мировой войны. Для обеспечения стабильности эталонов, овеществленных единиц физических величин, создаются специальные условия хранения.

Контрольные вопросы

1. Что представляет собой физическая картина мира?

2. Какие предпосылки возникли к созданию современной физической картины мира?

3. На каких основных представлениях о мире была создана механическая картина мира – предшественница электромагнитной?

4. Основные положения и представления электромагнитной картины мира?

5. В чем заключался так называемый кризис физики в конце 19 – в начале 20 века?

6. В чем заключаются преобразования Галилея для инерциальных систем отсчета?

7. В чем заключаются преобразования Лоренца для инерциальных систем отсчета?

8. Рассказать об основных положениях Римановой геометрии и сферической модели риманового пространства.

9. Рассказать об основных положениях геометрии Лобачевского и модели пространства Лобачевского.

10. В чем заключается принцип дискретности (квантования)?

11. Корпускулярно-волновой дуализм свойств веществ?

12. Характеристика основных видов взаимодействия полей.

13. Движения материи и его проявления в окружающем мире.

14. Виды шумов и их влияние на точность измерения.

15. Постоянные необратимые изменения вселенной и связь их со стабильностью измерений.