Свойства пространства и времени

Евклидово пространство и универсальное время отражают реальные свойства пространства и времени лишь приближенно. Однако, как показывает опыт, для движений, которые изучаются в механике (движения со скоростями, далекими от скорости света), это приближение дает вполне достаточную для практики точность. [c.96]

Хотя евклидово пространство и универсальное время отражают реальные свойства пространства и времени лишь приближенно, тем не менее они позволяют с достаточной для практики точностью изучать движения, скорости которых далеки от скорости света. [c.154]

Классическая механика исходит из предположения, что свойства пространства и времени не зависят от того, какие материальные объекты участвуют в движении и каким образом они движутся, В связи с этим возникает возможность предварительно выделить и изучить некоторые общие свойства движений. При таком изучении рассматриваются лишь общие геометрические характеристики движения, которые в равной мере относятся к движению любых объектов — молекулы или Солнца, изображения на экране телевизора или тени самолета на Земле. Если бы предметом нашего исследования были лишь свойства пространства, то мы не вышли бы за пределы геометрии. С другой стороны, если бы мы интересовались лишь течением времени, то возникающие при этом простые задачи относились бы к иной науке, которую можно было бы назвать хронометрией . Согласно данному выше определению механики, нас интересуют изменения положения некоторых объектов в пространстве и времени. До тех пор, пока мы не рассматриваем инерционных свойств движущихся объектов, нас интересует по существу лишь объединение геометрии и хронометрии. Такое объединение геометрии и хронометрии называется кинематикой. Кинематика не является собственно частью механики (поскольку при ее построении никоим образом не учитываются инерционные свойства материи) и могла бы излагаться в курсах геометрии. Однако по традиции в обычные курсы геометрии кинематика не включается, и необходимые сведения из кинематики приводятся в курсах механики. Связано это главным образом с тем, что хронометрия сравнительно бедна идеями и фактами, и поэтому, если отвлечься от потребностей механики, добавление хронометрии к обычным геометрическим построениям мало интересно с математической точки зрения. [c.10]

В классической механике свойства пространства и времени конкретизируются следующим образом пространство предполагается евклидовым, а время представляется евклидовой прямой. [c.12]

Взаимодействие материи. Материальные объекты, расположенные в разных частях пространства, взаимодействуют, т. е. движение одних материальных объектов зависит от наличия других материальных объектов и их движения таковы, скажем, гравитационные, электрические, магнитные и иные взаимодействия. Физическая природа этих взаимодействий связана с понятием о физических полях, которое не укладывается в исходные представления классической механики. Так, например, с точки зрения общей теории относительности гравитационные взаимодействия материи являются следствием того, что время и пространство взаимосвязаны в единый четырехмерный континуум пространство-время , что этот континуум подчиняется законам не евклидовой, а римановой геометрии, т. е. что он искривлен , и что локальная кривизна в каждой его точке зависит от распределения материальных объектов и их движения. Таким образом, физические причины гравитационного взаимодействия материи тесно связаны с такими свойствами пространства и времени, которые не учитываются в исходных предположениях классической механики. [c.41]

Связь законов сохранения (первых интегралов) со свойствами пространства и времени. [c.286]

В этом параграфе вариационный подход к задаче механики и, в частности, полученная в 4 общая формула для вариации функционала будут использованы для того, чтобы установить связь между законами сохранения, которые были получены в предыдущих главах, и общими свойствами пространства и времени, которые находят свое выражение в инвариантности законов механики относительно преобразований систем отсчета. Установление этой связи позволит понять внутреннюю природу законов сохранения и причины, по которым эти законы существуют. Такое понимание особенно важно, ибо оно иногда позволяет предвидеть первые интегралы и тем самым облегчить исследование уравнений, описывающих движение. [c.286]

Трехмерное евклидово пространство и абсолютное время отражают реальные свойства пространства и времени лишь приближенно но это приближение дает вполне достаточную для практики точность при изучении движений, рассматриваемых в механике Ньютона, т. е. движений со скоростями, малыми по сравнению со скоростью света. [c.46]

СВОЙСТВА ПРОСТРАНСТВА И ВРЕМЕНИ [c.281]

Пространство и время сами являются физическими объектами, как и любые другие, однако неизмеримо более важными и существенными. Чтобы изучить свойства пространства и времени, нужно наблюдать движение тел, которые в них находятся. Исследуя характер движения тел, мы тем самым познаем и свойства пространства и времени. [c.7]

Принцип относительности Галилея. Для инерциаль-ных систем отсчета справедлив принцип относительности, согласно которому все инерциальные системы по своим механическим свойствам эквивалентны друг другу. Это значит, что никакими механическими опытами, проводимыми внутри данной инерциальной системы, нельзя установить, покоится эта система отсчета или движется. Во всех инерциальных системах отсчета свойства пространства и времени одинаковы, одинаковы также и все законы механики. [c.36]

Специальная теория относительности, созданная Эйнштейном в 1905 г., означала пересмотр всех представлений классической физики и главным образом представлений о свойствах пространства и времени. Поэтому данная теория по своему основному содержанию может быть названа физическим учением о пространстве и времени. Физическим потому, что свойства пространства и времени в этой теории рассматриваются в теснейшей связи с законами совершающихся в них физических явлений. Термин специальная подчеркивает то обстоятельство, что эта теория рассматривает явления только в инерциальных системах отсчета. [c.172]

Эти представления ньютоновской механики вполне соответствовали всей совокупности экспериментальных данных, имевшихся в то время (заметим, впрочем, что эти данные относились к изучению движения тел со скоростями, значительно меньшими скорости света). В их пользу говорило и весьма успешное развитие самой механики. Поэтому представления ньютоновской механики о свойствах пространства и времени стали считаться настолько фундаментальными, что никаких сомнений в их истинности ни у кого не возникало. [c.174]

Глубокий анализ всего экспериментального и теоретического материала, имеющегося к началу XX в., привел Эйнштейна к пересмотру исходных положений классической физики, прежде всего представлений о свойствах пространства и времени. В результате им была создана специальная теория относительности, явившаяся логическим завершением всей классической физики. [c.177]

Теория относительности делает значительный шаг вперед по сравнению с классической физикой, для которой пространство и время были самостоятельными, не связанными друг с другом категориями. Рассматривая время и пространство в их неразрывной связи, теория относительности дает более глубокие представления о пространстве и времени, являющиеся по сравнению с представлениями классической физики дальнейшим приближением к соотношениям объективного мира. Развитие этих представлений мы имеем в так называемой общей теории относительности, которая рассматривает не только равномерное, но и ускоренное движение систем отсчета. Общая теория относительности приходит к выводу о зависимости свойств пространства и времени от распределения материальных масс. Таким образом, метафизическое представление об абсолютном времени и абсолютном пространстве, существующих независимо от материи и наряду с нею ( вместилище тел и чистая длительность , как утверждал Ньютон), заменяется представлениями, рассматривающими пространство и время как формы существования материи, в соответствии с концепцией диалектического материализма. [c.468]

Классическая механика принимает в качестве времени одно абсолютное время , одинаковое для всех систем отсчета, как бы они ни двигались по отношению друг к другу. Таким образом, в соответствии с принятой степенью отвлечения, в классической механике не учитывается связь свойств пространства и времени с распределением материи. Это приводит к тому, что выводы классической механики являются приближенными. Как уже упоминалось, они тем более точны, чем меньше скорости рассматриваемых движений по сравнению со скоростью света и чем ограниченнее масштабы движений по сравнению с космическими. [c.11]

Закон сохранения четности, как и некоторые другие законы сохранения, является следствием определенных свойств пространства и времени, а именно зеркальной симметрии пространства. Нарушение сохранения четности в каком-нибудь процессе приводит к право-левой асимметрии пространства относительно этого процесса, согласно которой зеркальное отражение пространства отлично от самого пространства. Пространство становится как бы закрученным. Это не согласуется с нашими привычными представлениями. Одним из возможных выходов из создавшейся трудности является введение нового понятия — комбинированной четности, согласно которой право-левая асимметрия вкладывается не в пространство, а в частицу. Ниже мы коснемся этого вопроса подробнее (см. 14 и 17). [c.172]

Таким образом, задача экспериментального изучения поведения линеек и часов, которая на первый взгляд кажется хотя и важной, но ограниченной и преследующей лишь практическую цель усовершенствования измерений , при более глубоком рассмотрении оказывается одной из фундаментальных задач физики, так как конечной целью этой задачи является экспериментальное исследование свойств пространства и времени. Геометрия, дополненная измерением промежутков времени, становится с точки зрения физики экспериментальной наукой. Переход на эту новую точку зрения со старой точки зрения, согласно которой, как упоминалось, представления о свойствах пространства и времени устанавливаются на основании априорных соображений, привел к коренному пересмотру некоторых понятий, при помощи которых осуществляется пространственно-временное описание движений. [c.226]

Необходимость этого пересмотра возникла вследствие того, что поведение линеек и часов, установленное опытным путем, как уже отмечено выше, оказалось совсем не таким, каким оно должно было быть согласно априорным представлениям. Иначе говоря, экспериментальное изучение поведения линеек и часов позволило установить, что действительные свойства пространства и времени существенно отличны от тех свойств, которыми их прежде наделяла физика, исходя из априорных представлений. Однако эти различия в свойствах пространства и времени и соответственно в поведении линеек и часов, как уже отмечалось, практически становятся незаметными, когда скорость всех рассматриваемых движений очень мала по сравнению со скоростью света. Рассмотрение задачи о переходе от одной инерциальной системы отсчета к другой мы начнем именно с этого случая. [c.226]

Принципиальное значение всех этих опытов состоит не только в том, что в них проверяется поведение комплекта основных инструментов , но и в том, что в них участвует лишь этот комплект инструментов. Как уже отмечалось выше, поведение основных инструментов отражает свойства пространства и времени. Поэтому проверка на опыте поведения основных инструментов представляет собой метод экспериментального изучения свойств пространства и времени. С этой точки зрения особенно важную роль играет то обстоятельство, что в опытах по проверке трех основных инструментов участвуют только эти три инструмента. Если бы для проверки инструментов, входящих в ком- [c.243]

Обратим внимание, что во всех описанных выше опытах по проверке одного основного инструмента с помощью других участвуют световые сигналы. Без них проверять часы при помощи линеек или, наоборот, линейки при помощи часов невозможно. В отсутствие световых сигналов комплект основных инструментов (в котором остаются только линейки и часы) теряет свою полноту. Без помощи световых сигналов не только нельзя определять момент, когда там произошло событие, но и нельзя проверить на опыте поведение линеек и часов при движении. Таким образом, только присутствие световых сигналов в комплекте основных инструментов обеспечивает возможность экспериментального изучения свойств пространства и времени. При помощи световых сигналов показания линеек и часов могут быть связаны между собой, и благодаря этому могут быть поставлены опыты, в которых проявляются свойства как пространства, так и времени, а не каждого из них в отдельности. Объектом экспериментального изучения являются поэтому не пространство и время (каждое в отдельности), а единое пространство — время. Исключение световых сигналов из комплекта основных инструментов делает невозможным экспериментальное изучение свойств пространства — времени и опытную проверку поведения основных инструментов. [c.244]

Однако между преобразованиями Лорентца и Галилея есть принципиальное различие в самом характере зависимости t от х, у, z, t или от j , г и В то время как в преобразованиях Галилея, независимо от значений координат, f — преобразованиях Лорентца связь между i и t зависит от значений координат (в рассмотренном нами простейшем случае — от значения х или х ). Это различие означает следующее классическая физика, признавая правильными преобразования Галилея, в которых временная характеристика события преобразуется совершенно независимо от пространственной, не усматривала той связи между пространством и временем, которая отчетливо выступает в преобразованиях Лорентца и сказывается в том, что в преобразование времени входят также и координаты. Эта связь между пространством и временем, вскрытая теорией относительности, как уже было отмечено ( 59), была установлена в результате экспериментального изучения свойств пространства и времени. Анализ этих результатов показал, что нельзя отделить друг от друга экспериментальное изучение свойств пространства и свойств времени. [c.277]

В теории относительности основным является коренное изне-нение свойств пространства и времени при больших скоростях. Однако подробное изложение этой теории не входит в программу нашей книги. Поэтому мы ограничимся сводкой нужных для даль- [c.11]

Таким образом, сила тяжести, как и любая другая сила, по Декарту, есть результат движения материи, а не свойство тела. Отождествляя тонкую материю с пространством, можно было бы сказать на современном языке, что тяготение у Декарта становится свойством пространства. У Гильберта и Кеплера сила тяготения была присуща самим телам, у Галилея (а затем и у Ньютона) она тоже не сводится к свойствам пространства и времени. Вместе с тем механицизм Декарта противостоял и атомизму, согласно которому именно атомы создают поля сил, а их скрытые движения объясняют все физические процессы. Важно еще отметить, что термин сила Декарт применяет в значении действия, то есть энергии или работы, широко используя принцип сохранения последней как закон, не нуждающийся в доказательстве. Декартова сила зависит от величины силы в современном ее значении (как меры взаимодействия тел) и от проекции пройденного пути на направление действия силы. Поэтому сила , служащая для подъема груза, имеет оба эти измерения, а сила, служащая для его поддержания, — одно. ...Эти силы, — пишет Декарт,— отличаются друг от друга настолько же, насколько поверхность отличается от линии . В результате он доказывает , что сила , способная поднять груз в 2 кг на [c.73]

Таким образом, движение характеризуется как сохранением количества движения — импульса, так и сохранением энергии. Соотношение же между этими величинами определяется соотношением свойств пространства и времени, о чем речь впереди. В поисках источников сил Лейбниц выдвинул идею о монадах — нематериальных, неделимых, самодеятельных субстанциях, лежащих в основе всего. Бог у него был монадой монад. [c.81]

Чтобы это понять, нужно отрешиться от привычных ньютоновских представлений об абсолютности пространства и времени. Заслуга Эйнштейна и состоит в том, что он первый на простых и убедительных физических рассуждениях пришел к выводу об изменяемости свойств пространства и времени, о зависимости их от движения материальных объектов, с которыми связываются инерциальные системы отсчета Эта ломка привычных представлений о пространстве и времени наряду с другими открытиями привела в свое время к кризису в физике. [c.181]

Третьим итогом является то, что на примере механики мы смогли (опять-таки на практике) проследить, как развивается каждое из трех основных направлений в физике. Рассмотрено на первый взгляд простое физическое явление — механическое движение. Найдены законы, управляющие этим явлением. В результате изучения обнаружилось, что механическое движение далеко не просто оно многогранно и требует для своей характеристики значительного числа специальных понятий. Изучение этого движения привело нас к открытию новых свойств пространства и времени, с которыми оно оказалось неразрывно связанным. [c.285]

Изучая механические движения, мы открыли много замечательных свойств тел, свойств пространства и времени. К их числу принадлежат не только инертные и гравитационные свойства, но и различные способности тел деформироваться, создавать разные силы [c.285]

Ядерное взаимодействие инвариантно по отношению к вращению в изотопическом пространстве (не зависит от значения компоненты изотопического спина т ), и именно в этом смысле мы говорили раньше о законе сохранения, который носит название изотопической инвариантности (подобно тому как обычные потенциальные силы в системе не зависят от ориентации обычных спинов частиц, от вращения в обычном пространстве). Последнее означает собой симметрию сильных взаимодействий, не связанную с общими свойствами пространства и времени. [c.253]

Согласно теории относительности не существует абсолютного времени и абсолютного пространства, служащего лишь простым вместилищем тел На самом деле свойства пространства и времени существенно зависят от взаимодействующих в них тел. Более того, механические характеристики, такие как масса, тоже оказываются переменными и зависящими от обстоятельств движения (скорости). Однако становление релятивистской механики отнюдь [c.14]

Эти принципы содержат очень сильные и общие утверждения. Например, второй постулат утверждает, что любые взаимодействия между телами распространяются в пустоте с одной и той же конечной скоростью, не зависящей от движения тел. В соответствии с первым постулатом эта скорость одинакова во всех инерциальных системах. В итоге скорости света в вакууме придается универсальное значение, не связанное с физической природой взаимодействия, а отражающее некоторое общее свойство пространства и времени. Поэтому едва ли можно говорить о каких-либо решающих опытах, доказывающих справедливость этих принципов. Нельзя считать, что они вытекают из рассмотренных выше оптических опытов. Но, как уже отмечалось, оптические опыты с движущимися телами [c.400]

Так называемая релятивистская механика, т. е. теория относительности, созданная в XX в., построена на совершенно иных физических предпосылках, чем классическая механика если в классической механике пространство и время являются абсолютными, не зависящими от чего либо внешнего, оторванными от материи и друг от друга, то в релятивистской механике свойства пространства и времени — форм существования материи— определяются движущейся материей. [c.32]

Зависимость массы тела от скорости. Зависимость свойств пространства и времени от движения системы отсчета призодит к тому, что сохраняющейся при любых взаимодействиях тел является величина [c.283]

Наличие у каждого объекта собственной мерности состав.пяющей его субста>щш1, которая включает в себя энергетическую и структурную составляющие мерности. Сама мерность связана с фундаментальными свойствами пространства и времени. [c.71]

ЭТОЙ идеи привело к совершенно новым по сравнеклю с привычными ньютоновскими представлениям о свойствах пространства и времени. Открытие Эйнштейна показало, в частности, что пространство и время нельзя рассматривать отдельно как кезавя-симые друг от друга формы суш,ествования материи. Эти две формы должны быть объединены в некоторый пространственно-временной континуум. Представление о таком континууме открыло путь к далеко идушим обобщениям естественнонаучного и философского характера. [c.447]

Общий вид этих функций определяется свойствами пространства и времени. Главными свойствами пространства являются однородность — свойство сохранять неизменными характеристики пространства при переходе от одной точки к другой и изотропность — одинаковость свойств пространства по различным направлениям. Время также обладает свойствами однородности. Однородность времени есть одинаковость развития и изменения данной физической ситуации иезависнмо от того, в какой момент времени эта ситуация сложилась. Из однородности пространства и вре.мени следует, что преобразования должны быть линейными. Не останавливаясь на сравнительно несложном их выводе, приведем окончательный результат К [c.214]

М о с т е н а н е п тс о А. М. Проблема у версалы ости o i obh ,ix свойств пространства и времени,—М. Паука, [c.459]

Вместе с тем, установленная Лагранжам взаимосвязь симметрия — сохранение не была им явно сформулирована в виде некоторого общего результата. Если Ньютон постулировал с самого начала определенные свойства пространства и времени, то Лагранж не высказывался непосредственно о тех принципах пространственно-временной симметрии, которые наряду с общей формулой динамики были им неявно положены в основу аналитической механики. С одной стороны, это было связано с общей тенденцией, характерной для механики XVIII и даже первой половины XIX в., избегать обсуждения аксиоматических основ механики с другой — с известной переоценкой динамических законов типа основных уравнений движения механики и недооценкой принципов пространственно-временной симметрии. Рассмотрение законов сохранения как первых интегралов уравнений движения механических систем могло поддерживать иллюзию, что взаимосвязь симметрия — сохранение имеет лишь формально-вычислительное значение и в своей общности и фундаментальности существенно уступает самим уравнениям движения или иной форме динамического закона (при этом не-оол редко упускалось из виду, что структура уравнений сама, в свою очередь, базировалась на определенных представлениях о свойствах симметрии пространства и времени). [c.230]

В настоящей главе законы сохранения были получены как следствие уравнений движения Ньютона. Поэтому они связаны со свойствами пространства и времени, которые постулируются в классической механике. Эту связь лучше рассмотреть на примере замкнутой системы (см. приложение к гл. IX, а также [21, 6—9]). Оказывается, что сохранение импульса связано с однородностью пространства, в силу которой механические свойства замкнутой системы не меняются при любОхМ параллельном переносе системы как целого. Сохранение момента связано с изотропией пространства, в силу которой механические свойства замкнутой системы не изменяются при любом повороте системы как целого. А сохранение механической энергии связано с однородностью времени, в силу которой механические свойства замкнутой системы не меняются при любом переносе системы во времени. [c.111]

К ак известно, опыт Майкельсопа был объяснен теорией относительности А. Эйнштейна (19U5 г.). Как показала эта теория, отношение размеров тел в разных инерциалъных системах отсчета зависит от их относительной скорости и является следствие. общих свойств пространства и времени и не связано с той или иной конкретной формой сил, удерживающих части тела в равновесии. [c.21]

В классической механике свойства пространства и времени конкретизуются следующим образом пространство предполагается евклидовым, а время представляется евклидовой прямой. Значит, считается, что пространство однородно и изотропно, а время однородно, причем свойства пространства и времени не зависят от того, какие материальные объекты расположены в нем и каким образом они движутся. Также считается, что пространство и время измеряемы, т. е. можно определить и измерить расстояния между объектами и интервалы между отдельными моментами времени. [c.56]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...