Фундаментальные физические постоянные

Эта книга посвящена анализу проблемы фундаментальных физических постоянных. Открытие этих констант следует считать одним из выдающихся достижений физической науки, поскольку они дают нам информацию о наиболее фундаментальных, основополагающих свойствах материи. В то же время физические постоянные представляют собой одну из крупнейших нерешенных проблем современной науки, так как, измеренные экспериментально с высокой степенью точности, они не имеют пока [c.3]

К сожалению, на этом фоне резким диссонансом выглядит сложившаяся практика изучения физических постоянных, которая явно не соответствует их действительно фундаментальному значению в науке. Пока все сводится к сос щению о них скупых и разрозненных данных в различных разделах курса физики. Мало внимания уделяется систематизации и объединению сведений о них, анализу связи констант между собой, исследованию их основополагающей роли в развитии и становлении физических теорий и построении современной научной картины мира. В учебной литературе совершенно не рассматривается диалектика возникновения, развития и формирования этого важнейшего структурного элемента физической науки. Отсутствует более или менее удовлетворительное определение понятия фундаментальная физическая постоянная . Не удивительно, что этот термин часто ассоциируется с более или менее подробной таблицей физических констант, числовые значения которых следует применять при решении задач. Проблема фундаментальных постоянных еще не пришла на страницы учебников. Невольно формируется принципиально неверное представление о физических постоянных как о статичном справочном материале. Известно, что изменить [c.4]

Понимая, что это пособие является первой попыткой изложения проблемы фундаментальных физических постоянных в учебной литературе, автор будет благодарен всем читателям за критические и конструктивные советы по его улучшению. [c.8]

Продолжим анализ основных сторон понятия фундаментальные физические постоянные . При изучении таблиц обращает на себя внимание то, что значения констант определены (изме- [c.26]

Никак нельзя согласиться с тем, что в существующих справочниках до сих пор вообще не разделяются понятия физические константы и фундаментальные физические постоянные . Смысловое различие между ними очевидно, физическое содержание этих понятий принципиально иное. Например, плотность воды при нормальных условиях тоже является физической константой, но эта величина справедливо помещается в технических справочниках, поскольку, несмотря на ее широчайшее исполь-30 [c.30]

Наиболее часто встречается следующее определение Фундаментальные физические постоянные — это постоянные величины, являющиеся характеристиками микрообъектов или входя-щие в качестве коэффициентов в математические выражения фундаментальных физических законов [8, 20]. Оно сразу же порождает массу вопросов. Все ли характеристики микрообъектов фундаментальны Характеристикой какого микрообъекта является, например, магнетон Бора Микрообъектов (элементарных частиц) в настоящее время известно несколько сотен, и каждый из них характеризуется несколькими параметрами — массой, зарядом, спином и др. Включение в таблицы всех этих характеристик предельно усложнило бы проблему. Но на этом вопросы к определению [8, 20] не кончаются. Нет ли в нем логической ошибки, когда одно понятие определяется через другое, которое также нуждается в определении Конкретно какие физические законы следует относить к фундаментальным В какой фундаментальный физический закон входит, например, постоянная Ридберга Следует ли считать закон Стефана — Больцмана Q=(t7 и соответственно постоянную <т фундаментальными [c.32]

Эти примеры со всей определенностью показывают, что в научной и учебной литературе нет единого и четкого определения понятия фундаментальные физические постоянные . Имеющиеся определения недостаточно проработаны, противоречат друг другу. Отражением этих трудностей является то, что в сравнительно недавнем энциклопедическом издании [11] вообще нет ни этого термина, ни, естественно, его определения. Со всех точек зрения ситуация явно абсурдна. В [11] отдельные физические постоянные в комментариях к соответствующим статьям просто объявляются фундаментальными, например G, h, к, с, F, Nj . В то же время элементарный заряд в [11] лишен статуса фундаментальности, он назвав лишь наименьшим электрическим зарядом. [c.32]

Таблицы фундаментальных физических постоянных составляются без учета логических требований, вытекающих из реального содержания этого понятия, и содержат серьезные ошибки физического и методического планов. [c.44]

Если эфир неподвижен, можно легко усмотреть большое отличие в астрономических определениях скорости света и земных . В первых определяется скорость света, движущегося в одном направлении — от звезды к Земле. В земных опытах свет распространяется в противоположных направлениях — до и после отражения от зеркал. Наш повседневный опыт говорит о том, что скорость может зависеть от направления, как различна скорость лодки, идущей вверх и вниз по реке. Аналогом реки в экспериментах со скоростью света служит, очевидно, движение Земли по орбите со скоростью, равной примерно 30 км/с. Учтем это в опытах Физо. Пусть на пути от А та В свет распространяется в направлении, совпадающем со скоростью движения Земли. Тогда его скорость относительно неподвижного эфира равна + v, где v — скорость движения Земли. При распространении луча в противоположном направлении скорость света относительно эфира равна с —v. Что же дают в таком случае измерения Среднее значение скорости света Почему же тогда ее принимают за одну из основных фундаментальных физических постоянных Проблема обнаружения эфира вновь предстает перед учеными в виде мучительной головоломки. [c.126]

Вторая часть книги бьша посвящена раскрытию физической сущности отдельных фундаментальных физических постоянных. Со всей определенностью было показано, что появление той или иной константы и осознание ее значения в физике неразрывно связано с развитием определенных областей физической науки. Роль постоянных нельзя преуменьшить, они являются для ученых как бы своеобразными ориентирами в труднейшей задаче исследования природы. Но тем не менее, оглядываясь назад, можно почувствовать какое-то ощущение неудовлетворенности — уж очень, на [c.199]

И, наконец, предмет нашего особого внимания — фундаментальные физические постоянные. Изучение отдельных констан (см. [c.201]

Обсуждение проблемы фундаментальных физических постоянных в целом требует резкого изменения характера исследования. Отдельные классические размерные константы — G. Nj , е.с.кя др., [c.202]

Из (2.2.7) немедленно следует знаменитая формула Планка. Она имеет такую же структуру, что и предложенная Планком ранее формула (2.2.1) однако теперь вместо эмпирических постоянных аир здесь фигурируют фундаментальные физические постоянные (включая и новую постоянную — постоянную Планка %) . [c.44]

Постоянная тонкой структуры а — фундаментальная физическая постоянная, характеризующая электромагнитное взаимодействие элементарных частиц и определяемая соотношением [c.233]

Постоянная Ридберга — фундаментальная физическая постоянная, входящая в выражения для уровней энергии и частот излучения атомов. Определяется соотношением [c.234]

В последнее время наметился принципиально новый подход к пониманию значения фундаментальных физических постоянных. Эти исследования вызывают повышешый интерес даже у весьма далеких от физики людей. Установлено, что устойчивость основных структурных элементов Вселенной — ядер, атомов, звезд и галактик — крайне критична по отношению к числовым значениям констант. Сравнительно небольшие их изменения могли бы привести к формированию качественно иного мира, в котором, в частности, стало бы невозможным образование крупных структур, высокоорганизованных форм живой материи, а в конечном счете и жизни. Проблема фундаментальных постоянных приобретает, таким образом, глобальное значение. Возникают вопросы принципиального плана как могла сформироваться наша Вселенная с ее уникальным набором физических констант, при котором были обеспечены условия для возникновения и существования жизни Единственна ли она и каковы свойства других возможных Вселенных В повестку дня выдвигаются поражающие воображение вопросы взаимодействия различных Вселенных. [c.4]

Следует особо остановиться на значении терминологического анализа проблемы, ибо отсутствие четкого определения того или иного физического понятия практически сводит к нулю похплтки его обсуждения. Выше уже говорилось, что в настоящее время отсутствует единое определение понятия фундаментальные постоянные , поэтому обсуждение терминологических вопросов представляется совершенно необходимым. Известно, что определения иногда решающим образом меняют содержание физической теории— достаточно вспомнить хорошо известный пример с определением понятия одновременности в классической физике и теории относительности. В некоторых случаях определения еще нуждаются в уточнении и доработке, как, например, понятия элементарная частица и фундаментальная физическая постоянная . Автор понимает, что некоторые моменты выполненного в книге анализа могут быть предметом обсуждения, но для правильного понимания существа проблемы не следует забывать ...условного и относительного значения всех определений вообще, которые никогда не смогут охватить всестороннюю связь явления в его полном развитии [7]. [c.6]

Любое объективное нссле-дование прежде всего требует знакомства с имеющейся на сегодняшний день информацией по обсуждаемой проблеме. Казалось бы, в нашем случае этот процесс максимально облегчен, поскольку во многих справочниках приводятся более или менее полные таблицы фундаментальных физических постоянных [4] и даже существует официальное издание [6], приводимое ниже (табл. 1). Эти документы имеют чрезвычайно важное значение для организации научных исследований, однако для правильного понимания существа проблемы фундаментальных физических постоянных к ним необходимо сделать несколько замечаний. О существовании констант читатели знают еще со школьной скамьи, но вряд ли кто из них [c.9]

Приведенных примеров, на наш взгляд, достаточно, чтобы сделать вывод о том, что содержащиеся в физических справочниках и официально утвержденные в качестве нормативных документов таблищ>1 фундаментальных физических постоянных все более и более превращаются в таблищл, дающие исследователям и практикам значения всевозможных физических констант. Подтверждением этого является ничем не оправданное включение в таблицы, содержащей переводные энергетические множители . Также показательным в этом плане является включение в [6] первой l и второй С2 постоянных излучения. В настоящее [c.25]

Приведенные в этом параграфе документы и их анализ ясно показывают, что существующие таблицы, хотя и содержат в своем названии термин фундаментальные постоянные , составляются с полнейщим игнорированием действительного содержания этого важнейшего физического понятия. Таблицы представляют сводку всевозможных справочных данных по физическим константам, не более. Практические цели явно довлеют над общенаучными, которые тонут в обилии разнородных фактов. Нечего и говорить о том, что различным образом усеченные копии приведенных выше таблиц, содержащиеся в учебной и справочной литературе, выглядят совершенно статично и никак не способствуют осознанию учащимися существования проблемы фундаментальных констант. Ситуация располагает к тому, что примелькавшиеся на страницах учебников и справочников физические постоянные воспринимаются как некие неизменные сущности, все изучение которых состоит в их запоминании. Ситуация резко противоречит целям физического образования и всему процессу развития физической науки. Справедливости ради следует отметить, что проблема фундаментальных физических постоянных предельно сложна и не решена еще современной наукой. Скорее, она только возникает в качестве одной из ее актуальнейших проблем. Дискутируются проблемы числа истинно фундаментальных констант, рассматриваются возможные механизмы формирования их числовых значений на ранних этапах эволюции Вселенной. Трудности решения кардинальных проблем современной физики дожны найти отражение в современной учебной литературе. Не абсолютизация относительных истин, не метафизический характер обучения, а его злободневность, острота, проблемность—вот что должно лежать в основе физического образования. [c.26]

В современной логике определение физического понятия означает четкое указание критериев, позволяющих отличать, отыскивать, строить интересующий нас предмет, дающих возможность формировать значение вновь вводимого термина или уточнять значение уже существующего слова в науке [15]. Термин фундаментальные физические постоянные давно уже стал Цривычным для науки, и, казалось бы, задача может быть сведена лишь к его уточнению. Однако анализ существзтощей научной и учебной литературы (см. ниже) показывает, что единого и четкого определения этого термина как физического понятия пока нет, в связи с чем терминологические вопросы приходится рассматривать в полном объеме. В связи с тем, что проблема определений физических понятий предельно сложна, нижеследующий анализ не может считаться полным и окончательным решением вопроса. Возможно, что некоторые его положения могут быть предметом дискуссий, столь необходимых с методической и научной точек зрения. [c.30]

Коротко подведем итоги обсуждения. Анализ показывает, что столь часто употребляелшй в физике термин фундаментальные физические постоянные не имеет пока единого и четкого определения. Разные авторы совершенно различно подходят к его пониманию и составляют в связи с этим резко различающиеся друг от друга списки фундаментальных констант. Методологический анализ понятия отсутствует, проблема определения важнейшего физического термина является белым пятном физики. Ситуация совершенно недопустима с учебной точки зрения. [c.38]

В этом соотношении коэффициент пропорциональности h есть не что иное, как новая фундаментальная физическая постоянная— постоянная Планка (см. 7). В теории фотоэффекта Эйнштейна все выглядело логично и просто. Фотоны, взаимодействуя с электронами металла, передают им свою энерпио. Часть этой энергии электрон затрачивает на преодоление сил притяжения со стороны металла. Вышедший в вакуум электрон обладает кинетической энергией Полученное Эйнштейном уравнение фотоэффекта выглядит так [c.118]

Одно персшсление опытов свидетельствует о том, насколько важен был для науки этот вывод. Нет среды, которая может служить абсолютной системой отсчета. Гипотеза о существовании эфира противоречит опытным фактам, она ошибочна. Опыт Майкельсона показывает, что скорость света в пустоте одинакова для всех систем отсчета, независимо от их движения. Только теперь можно с полной уверенностью говорить о том, что скорость распространения электромагнитных волн в пустоте скорость света) — фундаментальная физическая постоянная. [c.130]

Вернемся еще раз к анализу определения фундаментальных физических постоянных (см. ч. 1, 3), как коэффициентов, входящих в выражения фундаментальных физических законов . Если проводить формальную аналогию между (1) и (94), то, согласно этому определению, коэффшшент в (94) становится равным G/V1 — 2GM R y т.е. зависит от М и R. Стоит лишь применить новый вид закона тяготения, как беспомощность определения [8,20] становится очевидной. [c.143]

Этот полученный в теории результат также подтвержден экспериментально. Определяя возраст самых старых минералов, попадающих на Землю из Космоса, ученые определили, что он составляет примерно 1,4-10 ° лет, что поразительно хорошо согласуется с (100). Таким образом, постоянная Хаббла является важнейшим космологическим параметром нашей Вселенной, и не удивительно, что многие авторы причисляют ее к числу фундаментальных физических постоянных. Еще раз отметим своеобразие этой константы—она меняется со временем [c.146]

ОНИ будут определяться теми значениями фундаментальных физических постоянных, которые сформируются в начальный момент взрыва (см. ч. 3). OiM THNi, что существующие экспериментальные данные пока не позволяют сделать окончательный выбор в пользу той или иной модели )волюции Вселенной. [c.148]

Поднятые вопросы нельзя снять простым включением в таблицу всех элементаршлх частиц и перечислением их характеристик. Каждая частица описывается многими параметрами (масса, время жизни, спин и магнитный момент, кварковая структура и т. д.), поэтому выполнение такой программы привело бы к иеимоверному увеличению объема таблицы и окончательно затруднило бы понимание проблемы фундаментальных постоянных. В этой ситуации полезно и необходимо проанализировать некоторые методологические вопросы, относящиеся к применению понятия фундаментальные физические постоянные к элементарным частицам. [c.181]

Если принять определение [65], то из таблицы фундаментальных физических постоянных (см. табл. I) следовало бы изъять все константы, характеризующие протон, нейтрон и мюон, и включить в нее характеристики кварков и других, кроме электрона, лептонов. Конетао, делать это нецелесообразно, но и оставлять таблицу в ее сегодняшнем виде нельзя. Характеристики протона, нейтрона и электрона, безусловно, имеют фундаментальное значение в науке, поскольку эти частицы являются основными структурными единицами вещества Вселенной. Полные же данные об элементарных частицах , возможно, следовало бы публиковать в виде отдельной таблицы с соответствующим названием. [c.183]

Для решения этой проблемы необходимо выяснить множество принципиальных вопросов. Постоянны ли постоянные и сколько их Как числовые значения констант сказываются иа устройстве Вселенной и возможности существования разума Единство природы требует, чтобы физическая проблема была связана с вопросалш происхождения жизни, что поднимает ее до уровня общечеловеческой проблемы. Вопросы будущего Вселенной не есть одна из частных задач физики, ее реше 1ие волнует все человечество. Проблема фундаментальных физических постоянных еще ждет решения. Трудности неимоверно велики В великих тайнах Биг Бэнга (Большого Взрыва — с англ.) и дальнейшей судьбы Вселенной, наверное, многое прояснится после того, как будет создана теория, объясняющая значения мировых постоянных — скорости света, заряда электрона и др. Сегодня все они бсрутся из опыта, и мы не знаем, почему они таковы. Науку не удовлетворяет такое положение вещей. Она должна перейти на следующий, более глубокий уровень. Хотя, честно говоря, пока у нее нет никаких идей, как совершить этот переход [75]. [c.201]

Отметим, что хотя этот вывод бьш сделан на основе анализа распределения элементарных частиц по массам, гипотеза флуктуационного происхождения всех фундаментальных физических постоянных давно известна и широко обсуждается в научной литературе . Об этом говорил еще Л. Больцман (см. ч. 2, 3). Симптоматично название одной из книг, посвященных вопросу о роли фундаментальных постоянных Б наблюдаемой структуре Вселенной,— Случайная Вселенная [24]. Флуктуационная гипотеза происхождения констант признана как советс]шми [100, 101], так и зарубежными [102] авторами. Существует и другая точка зрения. В предисловии к [24] отмечается, что оценки типа рассматриваемых в книге характеризуют лишь вероятность случайного совместного выпадания нескольких событий. Эти оценки не применимы к причинно-связанным событиям, а как показывают приведенные примеры, рано или поздно причинная связь обнаруживается, и вероятностные соображения теряют всякий смысл . [c.209]

Постоянная fi в этом соотношении известна сегодня как постоянная Плант . Она является одной из фундаментальных физических постоянных 1,054-10 Дж-с. В механике есть физическая величина, называемая действием она имеет размерность энергия Xвремя. Постоянную Планка иногда называют квантом действия. [c.44]

Боровский радиус — фундаментальная физическая постоянная, равная расстоянию от ядра, на котором с наибольшей вероятностью можно обнаружить электрон в невозб жденном атоме водорода. Определяется соотношением [c.234]

Постоянная Фарадея F—фундаментальная физическая постоянная, равная произведению элемептар-ного электрического заряда па постоянную Авогадро [c.235]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...