Симметрия, Вселенная, Мироздание - реферат

Реферат по предмету «Философские вопросы естествознания» выполнил магистрант 1-го года обучения, 7 группы Кравченко Александр

Ростовский муниципальный институт, Физический факультет

Ростов-на-Дону

2006

Каждый раз, когда вам приходится иметь дело с неким объектом наделенным структурой, попробуйте найти группу его автоморфизмов, т.е. группу, элементами которой являются преобразования, оставляющие без конфигурации все структурные соотношения Симметрия, Вселенная, Мироздание - реферат. Вы сможете рассчитывать на то, что на этом пути вам получится глубоко просочиться во внутреннее строение объекта .

Г. Вейль. Симметрия

Введение

Понятие симметрии в довольно общем смысле издавна уже представлено в методологических исследовательских работах как понятие, выражающее единство сохранения и конфигурации. В каждой области исследования открываются специальные величины, которые оказываются постоянными по Симметрия, Вселенная, Мироздание - реферат отношению к происходящим в этой области изменениям. Это и будет симметрия в довольно общем смысле. Время от времени молвят о симметрии как об инвариантности по отношению к определенным операциям либо преобразованиям.

Современный создатель книжки «Суперсила» П.Девис пишет о значении симметрии в современной физике последующее: «Среди более впечатляющих примеров Симметрия, Вселенная, Мироздание - реферат роли эстетического начала – применение в базовой физике симметрии в довольно общем смысле. Вправду, в последние годы «симметрийная лихорадка» овладела разумами в ряде областей физики. Сейчас уже ни у кого не вызывает сомнения, что конкретно симметрия служит ключом к осознанию природы взаимодействий. По убеждению многих физиков, все взаимодействия есть только для Симметрия, Вселенная, Мироздание - реферат того, чтоб поддерживать в природе некоторый набор абстрактных симметрии"

Эволюция парадигмы

Исторически первой была открыта гравитация (тяготение). Это более универсальное взаимодействие — ничто в Космосе не избавлено от всепроникаюшего деяния гравитационной силы. Неважно какая частичка — это источник гравитации. Но удивительней всего, что сила гравитационного взаимодействия схожа у всех Симметрия, Вселенная, Мироздание - реферат частиц. Ничего не зная о обилии частиц, из которых построен Космос, Галилей уже пришел к мысли, что все тела, независимо от их веса и состава, падают на Землю идиентично — с одним и этим же ускорением. Понятно также, что открытие закона тяготения связано с именованием Ньютона.

Парадоксальность явления гравитации находится в том Симметрия, Вселенная, Мироздание - реферат, что в физике частиц сила гравитационного взаимодействия так ничтожна по величине, что ею полностью можно пренебречь. Но мы все же ежедневно чувствуем гравитацию. Это происходит поэтому, что частички, из которых состоит Земля, как и все в Космосе, действуют сообща. Суммарное взаимодействие оказывается значимым. В Космосе гравитационное Симметрия, Вселенная, Мироздание - реферат взаимодействие становится большой связывающей силой.

Электрическое взаимодействие завлекло к для себя повышенное внимание в XVIII—XIX вв. Обнаружилось сходство и различие электрического взаимодействия и гравитационного. Подобно гравитации, силы электрического взаимодействия назад пропорциональны квадрату расстояния. Но в отличие от гравитации, электрическое "тяготение" не только лишь притягивает частички (разные по знаку заряда Симметрия, Вселенная, Мироздание - реферат), да и отталкивает их друг от друга (идиентично заряженные частички). И не все частички — носители электронного заряда. К примеру, фотон и нейтрон нейтральны тут. В 50-х годах XIX в. электрическая теория Д. К. Максвелла (1831— 1879) соединила электронные и магнитные явления и тем прояснила действие электрических сил.

Исследование явлений радиоактивности привело Симметрия, Вселенная, Мироздание - реферат к открытию особенного рода взаимодействия частиц, которое получило заглавие слабенького взаимодействия. Так как это открытие связано с исследованием бета-радиоактивности, можно было бы именовать это взаимодействие бета-распадным. Но в физической литературе принято гласить о слабеньком содействии — оно слабее электрического, хотя и существенно посильнее гравитационного. Открытию содействовали исследования В.Паули (1900—1958), предсказавшего Симметрия, Вселенная, Мироздание - реферат, что при бета-распаде вылетает нейтральная частичка, компенсирующая кажущееся, нарушение закона сохранения энергии, нареченная нейтрино. И не считая того, открытию слабеньких взаимодействий содействовали исследования Э.Ферми (1901—1954), который вместе с другими физиками высказал предположение, что электроны и нейтрино до собственного вылета из радиоактивного ядра не есть в ядре, так сказать Симметрия, Вселенная, Мироздание - реферат, в готовом виде, но образуются в процессе излучения.

В конце концов, 4-ое взаимодействие оказалось связанным с внутриядерными процессами. Нареченное сильным взаимодействием, оно проявляется как притяжение внутриядерных частиц — протонов и нейтронов. Вследствие большой величины оно оказывается источником большой энергии.

Исследование 4 типов взаимодействий шло по пути поисков их Симметрия, Вселенная, Мироздание - реферат глубинной связи. На этом неясном, почти во всем черном пути только принцип симметрии направлял исследование и привел к выявлению предполагаемой связи разных типов взаимодействий.

Ровная речь о неизвестном, несказанном…

- В 1980 году в лекции «Грядет ли конец теоретической физике?», прочитанной вами по случаю вступления в должность доктора, вы рассуждали о том Симметрия, Вселенная, Мироздание - реферат, что скоро появится теория, которая соединит воединыжды все фундаментальные взаимодействия, — собственного рода единая формула мироздания. Так длительно ли ожидать ее возникновения?

Стивен Хоукинг: Сначала я веровал, что мы сделаем всеобщую теорию уже к концу ХХ века. Но, невзирая на все наши успехи, мы и сейчас еще так же далеки от цели Симметрия, Вселенная, Мироздание - реферат. Мне пришлось умерить свои ожидания, но все-же я и на данный момент верю, что мы откроем эту формулу до конца столетия, а, может быть, даже очень скоро. Я — оптимист. Только сейчас говорю уже о конце ХХI века.

Стивен Уильям Хоукинг. Родился в 1942 году. С 1979 года Симметрия, Вселенная, Мироздание - реферат доктор прикладной арифметики и теоретической физики в Кембриджском институте (Англия).

- Какие задачи представляются вам самыми сложными в современной науке?

Стейнхардт: Что прячется за принципом неопределенности в квантовой физике? Какая новенькая математика либо логика нам пригодятся, чтоб преодолеть аксиому Гёделя, согласно которой не существует полной формальной теории, где могли быть доказуемы все Симметрия, Вселенная, Мироздание - реферат настоящие аксиомы математики? Мне кажется, что мы пока совсем увязли в этих дилеммах и не представляем, как их можно решить.

Пол Стейнхардт. Родился в 1952 году. С 1998 года доктор Принстонского института (Нью-Джерси).

По материалам журнальчика «Bild der Wissenschaft»

Теория групп. История сотворения

В эру, предыдущую созданию ньютоновской механики, симметрия Симметрия, Вселенная, Мироздание - реферат являлась одним из немногих средств получения отдельных личных научных результатов и спекулятивных построений натурфилософского плана. В мышлении основателей физической науки (И. Ньютона, Г. Галилея) и их неких предшественников (И. Кеплер, X. Гюйгенс и др.) принципы симметрии, инвариантности стали источником формулировок на базе анализа эмпирических данных общих законов природы. Но Симметрия, Вселенная, Мироздание - реферат после того, как были выписаны определяющие главные законы механики уравнения Ньютона, этим принципам уделялось сравнимо не много внимания, «и в очевидном виде их формулировали очень редко» (Е. П. Вигнер). То была эра триумфа ньютоновской механики. Главные уравнения были сформулированы, и основная задачка заключалась в их решении применительно к определенным физическим явлениям Симметрия, Вселенная, Мироздание - реферат. Суждения симметрии если и использовались, то только как личный прием для облегчения решения главных уравнений (тем паче, что действенного аппарата по извлечению следствий из параметров симметрии не было).

Положение поменялось на рубеже XIX—XX вв., когда выяснилась ограниченность применимости ньютоновской механики к разъяснению физических явлений, и Симметрия, Вселенная, Мироздание - реферат начался процесс ревизии главных физических представлений и понятий. Начало ему было положено созданием специальной теории относительности А. Эйнштейна и выдвижением квантовой догадки М. Планка, развитие которой привело к рождению другого восхитительного детища научной мысли XX столетия — квантовой механики.

В этот период становления новейшей физики принципы симметрии, инвариантности заняли снова видное Симметрия, Вселенная, Мироздание - реферат место, чему в большой степени содействовало то, что к этому времени был сотворен адекватный математический язык для формулировки принципов симметрии и извлечения следствий из их — теория групп. И не только лишь сотворен, да и отыскал блестящие приложения в кристаллографии и геометрии. А в 1872 г. Ф. Клейном была выдвинута именитая «Эрлангенская Симметрия, Вселенная, Мироздание - реферат программа», в первый раз давшая четкую математическую (групповую) формулировку задачке периодического внедрения принципов симметрии к исследованию определенных объектов и почти во всем определившая нрав последующих приложений теории групп, в том числе в физике.

Приведенные в эпиграфе слова 1-го из пионеров «симметрийного» (группового) подхода в физике Г. Вейля (1885—1955 гг Симметрия, Вселенная, Мироздание - реферат.) являются обобщением основного тезиса «Эрлангенской программы».

Теория относительности ввела в физический мир группы Лоренца и Пуанкаре, играющие фундаментальную роль в теоретической физике. Квантовая механика представила безупречный объект для приложений 1-го из восхитительных разделов теории групп — теории представлений, что было отмечено возникновением в 30-е годы монографий Г. Вейля, Е.П Симметрия, Вселенная, Мироздание - реферат. Вигнера, Б.Л. Ван-дер-Вардена, посвященных применению в ней способов теории групп.

Но это не значит, что теория групп сходу отыскала всеобщее признание у физиков XX п. Быстрее напротив. Так спустя 5 лет после сотворения теории относительности в стенках Принстонского института состоялся (приводимый сейчас в качестве курьеза) диалог меж Симметрия, Вселенная, Мироздание - реферат математиком О. Вебленом и физиком Дж. Джинсом, в каком последний о теории групп произнес, что «этот раздел арифметики никогда не принесет какой-нибудь полезности физике». Но Джине ошибся. К счастью, его мировоззрение, в опровержение которого решающий вклад занесли по драматичности судьбы доктора Принстонского института Г. Вейль и Е Симметрия, Вселенная, Мироздание - реферат. П. Вигнер, не воздействовало на развитие теоретико-группового направления в физике: теория групп не только лишь «принесла пользу физике», да и стала одним из массивных средств современного; теоретического анализа физических явлений. В особенности ярко это проявилось после открытия Т.Д. Ли и Ч.Янгом закона несохранения четности в слабеньких взаимодействиях (1956 г Симметрия, Вселенная, Мироздание - реферат.) и фурроров известного «восьмеричного пути» М.Гелл-Манна и Ю.Неемана (1961 г.) в систематике простых частиц, приведшего к выдвижению одной из изящнейших гипотез физики XX в. — кварковому строению материи. Сейчас за работы по применению симметрии в физике присуждаются Нобелевские премии (Ли и Янг, 1957; Вигнер, 1963; Гелл-Манн, 1969), понятия «группа», «представление Симметрия, Вселенная, Мироздание - реферат», «симметрия» (с эпитетами «точная», «нарушенная», «скрытая», «динамическая»), «коэффициенты Клебша—Гордана» и т. д. крепко вошли в лексикон физиков (что отражено в известном сборнике «Физики шутят». М., «Мир», 1966), а теоретико-групповые способы плодотворно используются как в базовых исследовательских работах, так и при решении определенных задач.

Принцип симметрии как Симметрия, Вселенная, Мироздание - реферат инструмент сотворения «Всеобщей теории»

Для выявления связей 4 типов пришлось обратиться к поискам особенного типа симметрии. Обычным примером подобного типа симметрии может служить зависимость работы, совершаемой при подъеме груза, от высоты подъема. Затрачиваемая энергия находится в зависимости от разности высот, но не находится в зависимости от нрава пути подъема. Существенна Симметрия, Вселенная, Мироздание - реферат только разность высот и совсем не имеет значения, от какого уровня мы начинаем измерение. Можно сказать, что мы имеем тут дело с симметрией относительно выбора начала отсчета.

Схожим образом можно вычислять энергию движения электронного заряда в электронном поле. Аналогом высоты будет тут напряжение поля либо, по другому, электронный потенциал. Затрачиваемая Симметрия, Вселенная, Мироздание - реферат энергия при движении заряда будет зависеть только от разности потенциалов меж конечной и исходной точками в пространстве поля. Мы имеем тут дело с так именуемой калибровочной либо, по-другому, с масштабной симметрией. Калибровочная симметрия, отнесенная к электронному полю, плотно сплетена с законом сохранения электронного заряда.

Калибровочная симметрия оказалась Симметрия, Вселенная, Мироздание - реферат важным средством, порождающим возможность разрешить многие трудности в теории простых частиц и в бессчетных попытках объединения разных типов взаимодействий. В квантовой электродинамике, к примеру, появляются разные расходимости. Убрать эти расходимости удается в силу того, что так именуемая процедура перенормировки, устраняющая трудности теории, плотно сплетена с калибровочной симметрией. Возникает мысль Симметрия, Вселенная, Мироздание - реферат, что трудности при построении теории не только лишь электрических, да и других взаимодействий могут быть преодолены, если получится отыскать другие, сокрытые симметрии.

Калибровочная симметрия может принимать обобщенный нрав и может быть отнесена к хоть какому силовому полю. В конце 60-х гг. С.Вайнберг (р. 1933) из Гарвардского института и А.Садам Симметрия, Вселенная, Мироздание - реферат (р. 1926) из Империал института в Лондоне, делая упор на работы Ш.Глэшоу (р. 1932), предприняли теоретическое объединение электрического и слабенького взаимодействий. Они использовали при всем этом идею калибровочной симметрии и связанное с этой мыслью понятие калибровочного поля.

Для электрического взаимодействия применима простая форма калибровочной симметрии. Оказалось, что симметрия слабенького взаимодействия труднее Симметрия, Вселенная, Мироздание - реферат, чем электрического. Сложность эта обоснована сложностью самого процесса, так сказать,механизма слабенького взаимодействия. В процессе слабенького взаимодействия происходит, к примеру, распад нейтрона. В этом процессе могут участвовать такие частички, как нейтрон, протон, электрон и нейтрино. При этом за счет слабенького взаимодействия происходит обоюдное перевоплощение частиц.

Опуская детали хода Симметрия, Вселенная, Мироздание - реферат рассуждений, скажем, что для калибровочной симметрии в области слабеньких взаимодействий пришлось ввести три новых силовых поля. При квантовом описании введенных полей нужно было допустить существование новых типов частиц — переносчиков взаимодействия. Так были предсказаны, а потом и найдены W (плюс) частичка, W (минус) частичка, а потом и нейтральная Z частичка. Открытие Симметрия, Вселенная, Мироздание - реферат этих частиц сначала 80-х годов завлекло повышенное внимание к теории Вайнберга — Салама. Хотя нужно увидеть, что признание ведущей роли теоретических мыслях выразилось в том, что уже в 1979 г. Вайнберг и Садам совместно с Глэшоу, еще до убедительного экспериментального доказательства собственных теоретических построений, были удостоены Нобелевской премии.

Но обнаружились трудности. Калибровочные Симметрия, Вселенная, Мироздание - реферат поля по собственной природе представляют собою дальнодействуюшие поля. В силу этого частички, переносчики взаимодействия, должны, казалось, иметь нулевую массу покоя. Но выходило, что W и Z имеют гигантскую массу в сопоставлении, скажем, с массой электрона. В таком случае нарушается калибровочная симметрия.

Вайнберг и Садам интерпретировали такое нарушение Симметрия, Вселенная, Мироздание - реферат симметрии, как основание для различения электрических и слабеньких взаимодействий. Слабенькое взаимодействие настолько не достаточно в сопоставлении с электрическим поэтому, что частички W и Z владеют очень большой массой.

С позиции методологического анализа коротко описываемой познавательной ситуации, имея в виду значимость принципа симметрии, все таки приходится отметить, что констатация нарушения Симметрия, Вселенная, Мироздание - реферат калибровочной симметрии была и остается только сигналом к поиску неведомых еще симметрии. В физической литературе подчеркивается как существенное достижение идея о так именуемом "спонтанном нарушении симметрии". Но методологически значительно выделить другую сторону ситуации в зании единства взаимодействий.

Физическая идея все таки находила выход из проблем, связанных с неувязкой бесконечностей в теоретических Симметрия, Вселенная, Мироздание - реферат построениях. Эта самая неувязка и была в особенности принципиальной и определяющей для принятия теории. Чтоб не погружаться в специального рода расчеты, я просто снова процитирую британского создателя Девиса из его книжки "Суперсила": "Решающее значение для исключения бесконечностей имела высочайшая степень симметрии, заложенная в электрослабой теории" [2].

Поверим, как говорится Симметрия, Вселенная, Мироздание - реферат, на слово знатоку достижений современной физики частиц и необыкновенно возвышенных заморочек космологии. Так называемое "спонтанное нарушение симметрии" оказывается только сигналом к тому, чтоб находить и отыскивать, как гласит Девис, симметрии "более высочайшей степени".

Заключение

Представления о симметрии и ее следствиях в различных областях деятельности (искусстве, науке, технике, обыденной Симметрия, Вселенная, Мироздание - реферат жизни) использовались населением земли с древних времен. В физике принципы симметрии также игрались важную роль, как в древнее время, так и в период ее становления как самостоятельной науки.

Сейчас, факты симметрии физических систем выражаются при помощи групп преобразований. Инвентарем для извлечения следствий симметрий физических задач является аппарат теории представлений и Симметрия, Вселенная, Мироздание - реферат инвариантов групп симметрий. Подход, основанный на «Эрлангенской программе», удачно развивается, интенсивно вовлекая в свою сферу все новые задачки и симметричные объекты.

Перечень литературы

Карасев В.П. Симметрия в физике. М.: «Знание», 1978. 63 с.

Девис П. Суперсила (поиски единой теории природы). М., 1989. 123 с.

Овчинников Н.Ф. Философские трудности традиционной и некласической Симметрия, Вселенная, Мироздание - реферат физики. Современная интерпретация. М.: ИФРАН, 1998. С. 79 - 98

Материалы журнальчика «Bild der Wissenschaft»



sili-vzaimodejstviya-mezhdu-zondom-i-poverhnostyu.html
silikatnie-materiali-v-arhitekture.html
sillabo-tonicheskaya-sistema-stihoslozheniya.html