ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Геометрическая модель пространства и времени из "Курс теоретической физики Классическая механика Основы специальной теории относительности Релятивистская механика " Для того чтобы различить точки в пространстве, применяется система отсчета. Это тело или несколько неподвижных относительно друг друга тел отсчета, приборы для измерения длин и времени. К системе отсчета относится и некоторая система координат, связанная с телом отсчета. В системе отсчета с помощью измерения расстояний между двумя точками — длин отрезков — каждой точке пространства ставятся в соответствие три действительных числа Ц Й2, дз — координаты точки в той или иной системе координат. Такой процесс называется арифметизацией пространства. В математике не рассматриваются методы и материальные средства ариф-метизации. Для физики же измерение длин отрезков — исходная операция, без которой никакие другие измерения невозможны. [c.12] Аналогично пространству моделируется и время. Принимается, что оно непрерывно, однородно, одномерно, однонаправленно, т. е. изменяется в одном направлении. Момент времени I соответствует точке на оси времени, промежуток времени — интервалу между двумя точками на оси М 12 — Время определяется с помощью часов, ход которых проверяется по эталонному физическому процессу, принятому за равномерный. Предполагается, что часами может быть снабжена каждая точка системы отсчета. Часы в разных точках должны быть синхронизированы, т. е. ход их должен быть согласован с помощью сигналов точного времени. Однонаправленность времени означает, что в любой системе отсчета показания всех часов монотонно возрастают. [c.12] Нужно подчеркнуть, что арифметизация пространства и времени зависит от выбора системы отсчета и процессов измерения в ней. Используются различные системы отсчета, связанные с разными телами отсчета и снабженные разными системами координат. Обозначим одну из систем буквой К. Пусть в ней произощло событие в точке с координатами да, дз в момент времени (. Обозначим событие совокупностью этих чисел д, д , дз, I. В любой другой системе К координаты и время того же события будут д 2, д з, 1. [c.12] Результаты измерений зависят от выбора систем координат и имеют поэтому относительный характер. [c.12] Влияет на результаты измерений и сам процесс измерений при определении положения материальной точки в пространстве происходит взаимодействие ее с измерительным прибором. Влияние этого взаимодействия на материальную точку в макромире может быть сделано малым и не учитывается, но в микромире оно существенно изменяет состояние микрочастицы. [c.12] Относительный характер результатов измерений и их влияние на объект измерений отражаются в важнейших законах физики это влияние неустранимо, и с ним следует считаться, чтобы получить объективную информацию о материальном мире. [c.12] Принятая модель непрерывного пространства и непрерывного времени является обобщением опыта, т. е. она соответствует свойствам реального физического пространства. Так, возможны прямые измерения расстояний вплоть до 10 см и времени (радиотехническими средствами) до 10 с. До этих пределов пространство и время остаются непрерывными. В области меньших пространственных и временных интервалов прямые измерения невозможны, но о непрерывности пространства и времени можно судить по косвенным данным, т. е. по совпадению с экспериментом теоретических выводов, основанных на предположении о непрерывности. Эти предположения сейчас подтверждаются вплоть до самых малых расстояний, изученных с помощью соударений элементарных частиц. [c.13] Обсудим однородность и изотропность пространства и однородность времени. Однородность — это равноправие всех точек, а изотропность — равноправие всех направлений в пространстве. Эти свойства называют также симметриями пространства. [c.13] Однородность времени приводит к закону сохранения энергии, однородность пространства — к сохранению импульса, а изотропность — к сохранению момента импульса. Вся огромная совокупность экспериментальных фактов современной физики находится в согласии с названными законами сохранения, что и говорит об однородности пространства и времени и изотропности пространства. Но очень важно отметить, что однородность и изотропность пространства и времени имеют место не во всех системах отсчета, а только в части из них, называемых инерциальными. [c.13] Поясним, что следует понимать под евклидовостью пространства. Это справедливость для него геометрии Евклида. В макроскопической области пространства геометрия Евклида подтверждена всей человеческой практикой. И в микроскопической области ее подтверждает совпадение выводов теорий, использующих данную модель пространства, с результатами наблюдений и экспериментов, вплоть до самых малых изученных расстояний. Что касается мира очень больших расстояний — мегамира, то, по современным представлениям, пространство в целом, и особенно вблизи массивных тел, искривлено, т. е. имеет место отклонение от геометрии Евклида. Однако для области, изучаемой нами в фундаментальных теориях, эти отклонения несущественны. [c.13] рассмотренная модель пространства и времени соответствует свойствам физического пространства в области, сверху ограниченной большими расстояниями (порядка размеров Солнечной системы), а снизу — самыми малыми расстояниями, достигнутыми сейчас между элементарными частицами порядка 10 ... Ю см. Соответствующая нижняя граница временных промежутков имеет порядок 10 . .. 10 с. [c.13] Вернуться к основной статье