Файл: Гагин. Системный синтез. Линия жизни.doc

В середине 20 в., было установлено, что из-за замедляющего влияния Солнца и Луны на вращение Земли, продолжительность суток увеличивается на 0,0015 сек. за 100 лет. За 5 млрд. лет существования Земли, продолжительность суток должна была увеличиться на 20,8 часа. Парадокс? При такой огромной начальной скорости вращения, Земля просто не сформировалась бы!

Вывод: Луна сравнительно недавний спутник Земли. Не исключено, что искусственный. Присоединение Луны сопровождалось гигантскими катаклизмами, вроде всемирного потопа, который в памяти человечества, сохранился в мифах многих народов, переживших эту страшную катастрофу.

Более точными, являются созданные человеком атомные часы (погрешность - миллиардные доли секунды в сутки). В них используются, строго периодические колебания электромагнитных волн, испускаемых атомами, в очень узких спектра­льных линиях.

4.1.6.2. ВРЕМЯ И КЛАССИЧЕСКАЯ ФИЗИКА.

«…согласно законам механики, строго равномерное движение предполагает пустую Вселенную. Согласно законам термодинамики, строго постоянный период также предполагает, пустую Вселенную».

(Жан-Луи Кан)

Рассмотрим взаимоотношения, такой категории как время, с наукой - классической и современной. Начнём с классичес­кой физики.

Галилео Галилей (1564-1642), гениальный итальянский учёный, один из основателей точного естествознания. Он заложил основы современной механики: выдвинул идею об относительности движения, установил законы инерции свободного падения и движения тел по наклонной плоскости, открыл изохронность колебаний маятника. Первым построил телескоп, с 38-кратннм увеличением, и открыл горы на Луне, 4 спутника Юпитера, фазы у Венеры, пятна на Солнце.

Галилею, принадлежит честь, открытия первого закона механики: тело, накоторое не действует сила, движется равномерно и прямолинейно, или покоится.Он первым понял, что, во-первых, между покоем и равномерным движением, нет принципиальной разницы. А во-вторых, ускорение, нарушающее равномерность движения, вызывается действием силы.

Первое соображение, помогло Галилею сформулировать принцип относительности. Т.е., во всех системах, перемещающихся относительно друг друга,прямолинейно и равномерно (инерциальная система), движение тел происходит поодина­ковым законам. Переход от одной инерциальной системы к другой, движущейся по отношению к первой со скоростью V =const, вдоль оси ОХ, выражается с помощью преобразований Галилея:

t´ =t,x´ =x-Vt

t΄иx΄- относятся к движущейся системе.

Так в физических расчётах, впервые, появляется время.

Первая формула говорит о том, что ход времени t, для неподвижной и дви­жущейся систем, одинаков. Это свидетельствует о его абсолютности. Приоритет абсолютизации времени, таким образом, принадлежит Галилею.

Благодаря второму соображению, Ньютон начал искать связь, между силой и ускорением. Это было прозрачной подсказкой, для определения второго закона механики.

Исаак Ньютон (1643-1787) - английский математик, механик, астроном, физик, гениальный учёный, создатель классической механики. Разработал независимо от Г. Лейбница дифференциальное и интегральное исчисление. Открыл дисперсию света, хроматическую аберрацию, развил корпускулярную теорию света, сформулировал основные законы классической механики, открыл закон всемирного тяготения, создал основы небесной механики.

Второй закон механики Ньютона, обобщил первый, который оказался его частным случаем (нет силы, нет и ускорения - тело движется равномерно и прямолинейно).

Для измерения скорости Vнадо иметь часы, чтобы определить время прохо­ждения путиL.

Разделив L на t, получим среднюю скорость тела:

V_ср =L/t

Но это, в принципе, знали и древние. Ньютон же, задался целью найти мгновенную скорость. Для этого, нужно оперировать, с предельно малыми, величинами. Перейти к пределу, когда ∆t→0 и ∆L→0.Тогда получим мгновенную скорость:

V=lim(ΔL/Δt), при ΔL→0 (3)

Именно, задача нахождения мгновенной скорости, привела Ньютона к откры­тию производной функции y=f(x):

которая представляет собой скорость изменения функции.

Одновременно, такая же идея, пришла в голову немецкому философу и мате­матику, Готфриду Лейбницу (другу Петра I). Лейбниц пришёл к тому же, решая задачу о построении касательной, в данной точке М_о(х_о, у_о), кривой у =f(х).

Итак, физический смысл производной - это мгновенная скорость (по Ньютону), геометрический смысл - угловой коэффициент касательной (по Лейбницу), а математический смысл - скорость изменения функции (по Лагранжу).

Сегодня, второй закон механики записывается:

F= [d(mv)]/dt(5)

что отличается от записи Ньютона: F=m.(dv/dt), т. к. он абсолютировал массу тела, которая по его мнению, ни от чего не зависела. Только через 200 лет, российский механик Иван Мещерский, записал его в современном виде, открыв тем самым, динамику переменной массы, как теоретической основы космонавтики.

Завершил создание классической механики, третий закон Ньютона (действие равно противодействию).

Важнейшим разделом классической механики является небесная механика. Она содержит, ещё один фундаментальный закон Ньютона - закон всемирного тяготения:

F=γ.Mm/r² (6)

Модуль силы F, взаимного притяжения двух масс М иm,пропорционален их произведению, и обратно пропорционален, квадрату расстоянияr, между ними, а γ - гравитационная постоянная.

Ньютон, на основании открытых законов объяснял, практически, все явления, известные в то время. Такой мощный интеллектуальный про­рыв, стал возможен, благодаря предельному упрощению понимания пространства, времени и материи, их обособлению и абсолютизации.

В своей знаменитой работе «Математические начала натуральной философии», вышедшей в 1687 г., он принял аксиоматически, что время существует само по себе, его ходу подчиняются все физические процессы, которые на него не оказывают обратного влияния. Оно неограниченно простирается, от настоящего в прошлое и будущее, обладая одним измерением. Оно, к тому же, однородно, во все моменты прошлого, настоящего и будущего.

Только через 200 лет, начали накапливаться факты, которые этому противоречили. И, самым упрямым, была скорость света, т. е., абсолютная скорость, максимально возможная в Природе и, обладающая ранее неизвестным свойством, - она не зависит от скорости движения источника света. Скорость света, измеренная с помощью атомных часов, составляет:

с = 299792456,2 +0,2≈3.10⁸м/сек.

4.6.1.З. ВРЕМЯ И СОВРЕМЕННАЯ ФИЗИКА

«Всё большее разрушение классических представлений о времени приводит к тому, что приходится отказаться от первоначального представления о времени, как о метафизической реальности, которая существует сама по себе и применима ко всей Вселенной».

( Робер Леннюйе)

Проблемы у классического «абсолютного, истинного, математического времени» начались с началом 20 века. В 1905 г. Эйнштейн опубликовал работу со скромным названием «К электродинамике движущихся тел», которая положила начало теории относительности и открыла пути для развития атомной энергетики.

Вплотную, этими же вопросами, и в то же время, занимались Лоренц и Пуанкаре. Объяснением парадокса со скоростью света, занялся голландский физик Хенрик Лоренц. Он разработал теорию, согласно которой, при движении физических тел, от­носительно неподвижной системы отсчёта, происходит укорочение их, в направлении движения, в такой степени, что различие в скорости света, испускаемого непод­вижным и движущимся источниками света, не может быть обнаружено. Но, если ме­няется длина, то меняется и время её преодоления, т.к. L=ct,aс - постоянно (скорость света).

Для осмысления этого, рассмотрим эксперимент:

На оси ОХ, в точках 0₁ и 0₂, два объекта. В точке 0₁ – неподвижный, а в точке 0₂ - движущийся со скоростью V (V = const).

Пусть, в момент времени t = 0, в точке х = О (первого объекта), включается источник света, и его луч достигает точки А, которая отдалена от оси ОХ на расстояние h. Луч пройдёт расстояние ct. По теореме Пифагора:

с²t² = x² + h²

В момент времени t´ = 0, в точке х′ = О, тоже включается источник света, и его луч достигает той же точки А, пройдя расстояние сL, и:

с²t′² = x′ ² + h²

исключив h² , имеем:

с² t² – x² = с²t′ ² - x′ ² = s² = const (7)

Это соотношение выполняется при любых х, t, x′, t′.

Какова связь между ними?

Для обычных скоростей, можно было бы привлечь преобразования Галилея (2). Но, в данном случае, составим систему алгебраических уравнений:

х′ = k(x – vt) (8)

t′ = mt – nx

Постоянные k, m, n необходимо определить. При k = m = 1 и при n=0, получим прео­бразования Галилея (2):

t′ = t, х′ = х - vt

Для нахождения постоянных, подставим (8) в (7) и получим тождество:

(c²m² – v²k²)t² + 2(vk² – c²mn)tx – (k² – c²n²)x² = c²t² – x²

Оно справедливо при любых значениях t и х. Это возможно, если коэффициенты при одинаковых степенях t и х тождества слева и справа равны друг другу. Приравнивая коэффициенты при t² , tx и х² получаем:

_m² _{– k}²_(v/c)² _{= 1}

_vk² _{– c}²_{mn = 0 (9)}

_k² _{– c}²_n² _{= 1}

Решая эту систему, находим постоянные:

k = m =

Подставим их в (8) и получим:

(10)

Эти преобразования (10) получили имя Лоренца.

При v/c → 0, получим преобразования Галилея (2). В рассматриваемом случае у′ = у и z′ = z

Из преобразований Лоренца следуют важнейшие выводы. Линейный размер тела, движущегося относительно инерциальной системы, со скоростью v = const, уменьшается в направлении движения.

4.1.6.4. ВРЕМЕННЫЕ ПАРАДОКСЫ В СОВРЕМЕННОЙ ФИЗИКЕ.

«Зенон, жестокий Зенон, Зенон Элейский!

Ты пронзил меня своей звенящей стрелой,

которая одновременно летит и не летит…

Её звук меня возбуждает и стрела меня поражает.

О Солнце! На мою душу падает тень черепахи,

и Ахилл неподвижен в своём быстром беге».

(Поль Валери «Морское кладбище»)

_{Собнаружением, рельявистского эффекта замедления времени, с увеличением скорости, учёный мир обрадовался и решил уже что «держит Бога за бороду». Значит, возможно совершать сверхдальние космические перелёты!?}

На космическом корабле, все биологические процессы идут, так же как и на Земле. Так же - и часы. Но, двигаясь со скоростью V, близкой к световой /с/, корабельные часы будут идти значительно медленнее земных. Ну, а еслиVбу­дет составлять 0,99999 скорости с, то замедляться время будет в 284 раза! Если на корабле пройдёт τк = 10 лет, то на Земле, соответственно, τ = 2240 лет.

Итак, проблема космических полётов, казалась решённой. Однако, не тут то было. Начали возникать неувязки. Например, возник парадокс близнецов.

Если один из двух близнецов - космонавт, который отправился в полёт на кос­мическом корабле, со скоростью близкой к с, то вернувшись, он будет молодым, а его брат – стариком. А в принципе, он может вернуться даже к своим далеким потомкам. Но, тут и возникает каверзный вопрос. Ведь космонавт на корабле может считать, что он в неподвижном корабле, а удаляется, с почти световой скоростью, Земля. Всё относительно. Тогда, время должно замедляться на Земле? И, вернувшись, близнец должен встретить помолодевшего брата, а не наоборот. Такова суть парадокса.