Научная картина мира

Диуретики
Препарат	Торговое название	Стартовая доза, мг	Максимальная доза, мг/сут	Длительность действия, ч
гидрохлортиазид	гипотиазид	25 х 1-2		6-12
фуросемид	лазикс	20 х 1-2		6-8
буметанид	буфенокс	0,5 х 1-2		4-6
торасемид	диувер	10 х 1	5 х 1	12-16
спиронолактон	верошпирон	50 х 2		до 72

Для терапии ХСН из сердечных гликозидов используется дигоксин. У больных с ХСН он применяется в малых дозах (до 0,375 мг/сут): обычно 0,25 мг/сут, при недостаточном эффекте и у больных с массой тела более 85 кг до 0,375 мг/сут, при почечной недостаточности, у пожилых больных дозы до 0,0625 - 0,0125 мг (1/4 – 1/2 таблетки). У больных с синусовым ритмом и ХСН II – IV ФК с низкой ФВ левого желудочка назначение дигоксина является обоснованным, если не удается добиться стабилизации состояния с помощью комбинации ИАПФ, диуретиков и бета-адреноблокаторов, т.е. дигоксин сегодня не рассматривается как обязательный компонент лечения сердечной недостаточности у больных с синусовым ритмом. Дигоксин остается препаратом выбора при любом ФК ХСН в сочетании с фибрилляцией предсердий.

Спиронолактон обладает свойствами калийсберегающего диуретика и нейрогормонального модулятора благодаря конкурентной блокаде рецепторов альдостерона (дистальные канальцы почек, миокард, эндотелий сосудов). Диуретический эффект проявляется в дозах 150 – 300 мг в сутки (6 – 12 таблеток), которые следует назначать однократно утром или в два приема (утром и в обед) при обострении явлений декомпенсации ХСН. В дальнейшем для лечения больных с ХСН III – IV ФК рекомендуется длительное использование малых доз (25 – 50 мг/сут) альдактона дополнительно с ИАПФ и бета-адреноблокаторам в качестве нейрогормонального модулятора, препятствующего процессам фиброза и ремоделирования сердца и сосудов.

Блокаторы рецепторов ангиотензина II рекомендуется назначать при непереносимости ИАПФ. Несомненно доказана эффективность для двух блокаторов рецепторов ангиотензина II – лосартана и валсартана. Стартовая доза лосартана 25 мг х 1 р/д, затем – 50 мг х 1 р/д, и, наконец, 100 мг х 1 р/д. Дозы валсартана, соответственно – 40 мг х 2 р/д – 80 мг х 2 р/д – 160 мг х 2 р/д.

Литература для самостоятельной работы студентов по теме «Сердечная недостаточность»:

Основная литература:

1. Внутренние болезни: Учебник.- В 2т. – 2-е изд. /Под ред. Н.А.Мухина; В.С.Моисеева; А.И.Мартынова.– М.: ГЭОТАР–Медиа, 2008.- Т.1.- 670 с.

2. Маколкин В.И., Овчаренко С.И. Внутренние болезни: 5-е изд.- М.: Медицина, 2005.- 592 с.

3. Кузнецов Г.П., Мокеев А.Г. Сердечная недостаточность: Монография. – Самара, 2002-180 с.

4. Фатенков В.Н. Внутренние болезни: Учебник В 2 т. – М.: Издательство «Медкнига», 2008.- Т. 1 – 696 с.

Дополнительная литература:

1. Кардиология: Пер. с англ /Под ред Б. Гриффина, Э. Тополя.- М.: Практика, 2008.-1248 с.

2. Кардиология. Гематология / под ред. Н.А.Буна, Н.Р.Колледжа, Б.Р.Уокера, Дж.А.Хантера; пер. с англ. под ред. В.И. Маколкина. — М.: ООО «Рид Элсивер», 2009. — 288 с.

3. Кардиология: Национальное руководство / Под ред. Ю.Н.Беленкова Р.Г.Оганова.- М.: ГЭОТАР-Медиа, 2008.- 1232 с.

4. Клинические рекомендации. Кардиология / Под ред. Ю.Н.Беленкова. Р.Г.Оганова.- М.: ГЭОТАР-Медиа, 2007.- 640 с.

5. Окороков А.Н. Диагностика болезней внутренних органов. Т.7.- М.: Медицинская литература.- 2003.- С.298-354.

6. Окороков А.Н. Лечение болезней внутренних органов: Практ. руководство: В 3 т. Т.3. Кн.1.- М.: Мед лит, 2006.- 464 с.

7. Руководство по амбулаторно-поликлинической кардиологии / под ред. Ю.Н.Беленкова, Р.Г.Оганова.- М.: ГЭОТАР-Медиа, 2007.- 400 с.

8. Руксин В.В. Неотложная кардиология.- 6-е изд.- СПб.: Невский диалект, М.: Бином, ГЭОТАР-Медиа, 2007.- 512 с.

9. Сумин С.А. Неотложные состояния.- 6-е изд.- М.: ООО "Мед. информ. агенство", 2006.- 800 с.

10. Национальные рекомендации ВНОК и ОССН по диагностике и лечению ХСН (третий пересмотр).- М., 2010- 112 с. (http://medic.ossn.ru/activity/man/).

11. Диагностика и лечение острой сердечной недостаточности. Российские рекомендации - http://www.cardiosite.ru/medical/recom-dia.asp.

Исполнитель:

ассистент кафедры факультетской терапии

кандидат медицинских наук

Ю.Ю.Пирогова

«_____» февраля 2011 г.

Научная картина мира.

Научная картина мира — (одно из основополагающих понятий в естествознании) особая форма систематизации знаний, качественное обобщение и мировоззренческий синтез различных научных теорий. Будучи целостной системой представлений об общих свойствах и закономерностях объективного мира, научная картина мира существует как сложная структура, включающая в себя в качестве составных частей общенаучную картину мира и картины мира отдельных наук (физическая, биологическая, геологическая и т. п.). Картины мира отдельных наук, в свою очередь, включают в себя соответствующие многочисленные концепции — определённые способы понимания и трактовки каких-либо предметов, явлений и процессов объективного мира, существующие в каждой отдельной науке.

Научная картина мира — система представлений человека о свойствах и закономерностях действительности (реально существующего мира), построенная в результате обобщения и синтеза научных понятий и принципов. Использует научный язык для обозначения объектов и явлений материи. Это множество теорий в совокупности описывающих известный человеку природный мир, целостная система представлений об общих принципах и законах устройства мироздания. Картина мира - системное образование, поэтому её изменение нельзя свести ни к какому единичному (пусть и самому крупному и радикальному) открытию. Речь обычно идет о целой серии взаимосвязанных открытий (в главных фундаментальных науках), которые почти всегда сопровождаются радикальной перестройкой метода исследования, а также значительными изменениями в самих нормах и идеалах научности.

• общенаучную картину мира
• естественнонаучную картину мира и социально-научную картину мира
• специальную (частную, локальную) научную картину мира.

5. Методы эмпирического уровня познания. Понятие факта.

Научный метод - это:
• путь исследования, познания;
• форма теоретического и практического освоения действительности, исходящего из закономерностей движения изучаемого объекта;
• система регулятивных принципов преобразующей, практической или познавательной, теоретической деятельности;
• в философии - система положений, принципов, категорий и законов.

Классификация общенаучных методов тесно связана с понятием уровней познания. Различают два уровня научного познания: эмпирический и теоретический. Одни общенаучные методы применяются только на эмпирическом уровне познания (наблюдение, эксперимент, измерение), другие - только на теоретическом (идеализация, формализация), а некоторые (моделирование) - как на эмпирическом, так и на теоретическом уровнях.

Эмпирический уровень познания характеризуется непосредственным исследованием реально существующих, чувственно воспринимаемых объектов. На этом уровне происходит процесс накопления информации об исследуемых объектах, осуществляется первичная систематизация получаемых фактических данных в виде таблиц, схем, графиков и т. п.

Наблюдение - метод эмпирического познания, позволяющий получить некоторую первичную информацию об объектах окружающей действительности.

По способу проведения наблюдения могут быть:
• непосредственными - те или иные свойства, стороны объекта отражаются, воспринимаются органами чувств человека;
• опосредованными - проводятся с использованием тех или иных технических средств (микроскопов, телескопов);
• косвенными - обязательно основываются на некоторых теоретических положениях, устанавливающих определенную связь (например, в виде математически выраженной функциональной зависимости) между наблюдаемыми и ненаблюдаемыми явлениями; используются в ядерной физике.

Эксперимент - метод эмпирического исследования, предполагающий активное, целенаправленное и строгоконтролируемое воздействие исследователя на изучаемый объект для выявления и изучения тех или иных его сторон, свойств, связей.

Эксперимент включает в себя другие методы эмпирического исследования (наблюдение, измерение) и в то же время обладает рядом важных, только присущих ему особенностей:
• в ходе эксперимента объект может быть поставлен в некоторые искусственные, в частности, экстремальные условия (например, изучаться при сверхвысоких температурах, при чрезвычайно высоких давлениях и т. п.);
• экспериментатор может вмешиваться в естественное течение процессов;
• условия эксперимента повторяются столько раз, сколько это необходимо для получения достоверных результатов.

В зависимости от характера проблем, решаемых в ходе экспериментов, последние обычно подразделяются на исследовательские и проверочные.

1. Исследовательские эксперименты дают возможность обнаружить у объекта новые, неизвестные свойства. Примером может служить обнаружение ядра атома Э. Резерфордом при бомбардировке альфа-частицами золотой фольги.

2. Проверочные эксперименты служат для проверки, подтверждения тех или иных теоретических построений. Так, существование целого ряда элементарных частиц было вначале предсказано теоретически, и лишь позднее они были обнаружены экспериментальным путем.

Исходя из методики проведения и получаемых результатов, эксперименты подразделяются на качественные и количественные.

1. Качественные эксперименты носят поисковый характер и не приводят к получению каких-либо количественных соотношений. Они позволяют лишь выявить действие тех или иных факторов на изучаемое явление.

2. Количественные эксперименты направлены на установление точных количественных зависимостей в исследуемом явлении. В процессе исследований обычно качественный эксперимент предваряет количественный.

Измерение - метод эмпирического познания, заключающийся в определении количественных значений тех или иных свойств, сторон изучаемого объекта, явления с помощью специальных технических устройств. Результат измерения получается в виде некоторого числа единиц измерения.

7. Методы теоретического познания. Гипотеза и теория.

На теоретическом уровне познания происходит раскрытие наиболее глубоких, существенных сторон, связей, закономерностей, присущих изучаемым объектам и явлениям. Результаты теоретического познания - гипотезы, теории, законы.

Гипотеза - форма знания, содержащая предположение, которое сформулировано на основе ряда фактов, а его истинное значение неопределенно и нуждается в доказательстве. Гипотезы носят вероятностный характер. В ходе доказательства одни гипотезы становятся теорией, а другие отбрасываются, превращаются в заблуждения. Новые гипотезы выдвигаются на основе проверок старых, даже если они были отрицательными.

Теория - наиболее развитая форма научного знания, дающая целостное отображение закономерных и существенных связей определенной области действительности. Основные элементы структуры теории: исходные основания, фундаментальные принципы, понятия, законы, аксиомы и т.п. Ключевой элемент теории - закон. Теория - система законов.
Функции теории: синтетическая, объяснительная, методологическая, предсказательная, практическая. Синтетическая - осуществить сбор знаний о проблеме. Объяснительная - объяснить проблему исходя из современного уровня знаний о мире. Методологическая - выработать метод решения проблемы. Предсказательная - предсказать события которые могут произойти исходя из начальных условий которые даны. Практическая - использовать новые знания для улучшения качества жизни людей.

Абстрагирование - метод теоретического познания, заключающийся в мысленном отвлечении от несущественных свойств, связей, отношений предметов и одновременном выделении, фиксировании одной или нескольких интересующих исследователя сторон этих предметов.
Результат, получаемый в процессе абстрагирования - абстракция.

Идеализация - метод теоретического познания, заключающийся в мысленном внесении определенных изменений в изучаемый объект в соответствии с целями исследований.

Целесообразность использования идеализации как метода исследований определяется следующими положениями:
• когда подлежащие исследованию реальные объекты достаточно сложны для имеющихся средств теоретического, в частности математического;
• когда необходимо исключать некоторые свойства, связи исследуемого объекта, без которых он существовать не может, но который затеняет сущность протекающих в нем процессов. Сложный объект представляется как бы в "очищенном" виде, что облегчает его изучение;
• когда исключаемые из рассмотрения свойства, стороны, связи изучаемого объекта не влияют в рамках данного исследования на его сущность.

Формализация - метод теоретического познания, заключающийся в использовании специальной символики, позволяющей отвлечься от изучения реальных объектов, от содержания описывающих их теоретических положений и оперировать вместо этого некоторым множеством символов (знаков). Например, широко используемые в науке математические описания различных объектов, явлений. В результате создается формальная знаковая система в виде определенного искусственного языка.
Индукция - есть метод теоретического познания, основывающийся на формально-логическом умозаключении, когда на основании знания части предметов класса делается вывод о классе в целом.

Дедукция - метод теоретического исследования, когда вывод о некотором элементе множества делается на основании знания общих свойств всего множества.

9. Эволюционные и революционные периоды развития естествознания.

Эволюционные и революционные периоды развития науки. В истории естествознания четко выделяются эволюционные и революционные периоды развития. К великим научным революциям можно причислить коперниканскую революцию, ньютонианскую революцию, дарвиновскую революцию, революцию в естествознании на рубеже XIX—XX вв.

Революции в естествознании связаны с изменениями способов познания. Научная революция — это закономерный и периодически повторяющийся в истории науки процесс качественного перехода от одного способа познания к другому, отражающему более глубинные связи и отношения природы. В ходе научной революции происходит выделение качественно нового типа объектов, резко изменяется система методологических установок познания, идеалов познания, критериев оценки результатов познания, критикуются старые и утверждаются новые ценности познания. Научная революция имеет свою структуру, основные этапы развития.

Первый этап научной революции — формирование непосредственных предпосылок (эмпирических, теоретических, ценностных) нового способа познания в недрах старого. Оно осуществляется в русле образования и попыток разрешения некоторой проблемной ситуации в науке. Такая проблемная ситуация развивается от осознания потребности в новом способе познания до формирования идеи о содержании его основания.

Второй этап нацелен на непосредственное развитие оснований нового способа познания. Он начинается с выдвижения идеи (т.е. с того, чем заканчивается первый этап), продолжается ее развитием вплоть до формулирования принципов фундаментальной теории и завершается выработкой методологических установок познания.

Третий этап научной революции — утверждение качественно нового способа познания. При этом старый, исходный способ познания превращается в подчиненный момент нового способа познания. В реальной практике научного познания на данном этапе осуществляются проверка, применение, подтверждение новой фундаментальной теории, уточнение ее соответствия предшествующему теоретическому знанию и данным нового эмпирического базиса, а также новым методологическим установкам познания.

Этапом утверждения оснований нового способа познания, превращения его в устойчивую стабильную целостность завершается период научной революции и начинается период эволюционного развития науки.

В эволюционный период развития наука опирается на сложившийся в ходе научной революции новый способ познания (парадигму, фундаментальную теорию), основания которого принимаются учеными без существенной критики как новый и действенный инструмент познания.

10. Основные этапы развития естествознания.

Проблема генезиса науки. Накопление рациональных знаний о природе в системе первобытного сознания. Мифология и магия. Развитие протонаучных знаний в цивилизациях древнего Востока.

Возникновение науки в древнегреческой культуре. Античная математика: общая характеристика. Проблема субстанции в древнегреческой науке. Атомизм как первая научная теоретико-методологическая программа. Математическая программа в античной науке. Физика, механика и космология Аристотеля. Геоцентрическая системаПтолемея и завершение создания первой научной картины мира. Упадок античной науки.

Естествознание в эпоху Средневековья. Продолжение накопления в период Средневековья эмпирических фактов и обобщений, технического опыта и мастерства. Наука на средневековом Востоке. Сохранение достижений античной науки в университетах Западной Европы. Физические идеи средневековья. Химия и алхимия, астрономия и астрология в средневековье. Средневековая математика: общая характеристика.

Эпоха Возрождения и начало коренных преобразований в способе познания природы. Мировоззренческая революция эпохи Возрождения. Правовые идеи Возрождения. Процесс отпочкования естественнонаучных знаний от философии и зарождение аналитического исследования природы. Формирование экспериментальногометода. Гелиоцентрическая система мира Коперника как начало формирования классического естествознания. Мировоззренческое и методологическое значение труда Коперника Об обращении небесных сфер (1543).

Научная революция в естествознании ХVI-ХVIIвв. Значение работ Кеплера, Галилея и Ньютона в формировании классической механики как первой фундаментальной естественнонаучной теории. Законы динамики. Пространство и время в классической механике. Субстанциальная и реляционная концепции пространства и времени. Энергия и импульс как меры движения в классической механике. Космология Ньютона.

Развитие естествознания в ХVIIIв. Принцип дальнодействия. Теория теплорода. Корпускулярная теория света. Развитие учения об электричестве и магнетизме в ХУШ в. Формирование идеи развития природы. Идея развития в астрономии. Создание внегалактической астрономии. Космогония Канта. Лапласовский детерминизм. Революция в химии (Лавуазье). Развитие геологии во второй половине ХVIII- начале ХIХ вв.
Вторая (классическая) научная картина мира. Методологические установки классического естествознания.
Важнейшие открытия в естествознании первой половины ХIХ в. Закон сохранения и превращения энергии. Победа атомно-молекулярного учения.
Волновая теория света. Интерференция, дифракция и поляризация света. Возникновение полевой концепции. Дискретная и континуальная парадигмы в физике. Теория электромагнитного поля. Принцип близкодействия. Диапазоны электромагнитного излучения. Электромагнитное поле и электромагнитные волны. Проблема эфира. Вещество и поле.
Специфика биологии как науки. Закономерности развития биологического знания. Структура биологического знания. Развитие биологии в конце ХVIII- начале ХIХ вв. Зарождение эволюционных представлений. Концепции эволюции: ламаркизм, катастрофизм, униформизм. Актуалистический метод. Дарвиновская революция. Принципы и понятия дарвиновской теории эволюции. Зарождение генетики.
Тепловая физика: от Карно к Гиббсу. Энергия, температура, энтропия. Становление статистической физики. Вероятность как атрибут сложных систем. Проблема необратимости систем реальности. Стрела времени.

Фундаментальные открытия в физике во второй половине ХIХ в. как решающие предпосылки глубокого кризиса классического естествознания. Научная революция на рубеже ХIХ-ХХ вв.

12) Понятие натурфилософии. Основные достижения античного естествознания.

НАТУРФИЛОСОФИЯ (философия природы) – область философских исследований, которые стремятся рационально постичь целостность природы и ее первоначала, осмыслить природу как общее, предельное понятие, задающее принципиальную схему понимания и объяснения отдельных вещей, как регулятивную идею, позволяющую понять все сущее и все предметы в их единстве и в многообразии форм, построить рационально-научную картину мира, восполнив данные естествознания и выявив внутренние принципы взаимосвязи и детерминации вещей, раскрыть различные уровни природы как целого – от неорганической природы к жизни и жизни человека. Натурфилософия – форма спекулятивного знания, построенного с помощью дедукции. Понимание натурфилософии изменялось в истории человеческой мысли и обусловлено тем, как трактовалась природа (то ли как совокупность всего изменчивого и становящегося, то ли как нечто, противоположное душе, истории, культуре, свободе, то ли как внутренний принцип вещей, то ли как область причинно-закономерного и каузально-необходимого).

Границы между натурфилософией и естествознанием, ее место в философии исторически
менялись. Наибольшую роль натурфилософия играла в древности. Натурфилософия явилась первой исторической формой философии и фактически сливалась с естествознанием (атомистическая гипотеза в Древней Греции). В дальнейшем натурфилософия в основном именовалась физикой, т.е. учением о природе.

11. Первая универсальная физико-космологическая картина мира (Аристотель).

Все накопленные веками знания о природе вплоть до технического и житейского опыта были объединены, систематизированы, логически предельно развиты в первой универсальной картине мира, которую создал в IV в. до н. э. величайший древнегреческий философ (и, по существу, первый физик) Аристотель. Его учение о структуре, свойствах и движении всего, что входит в понятие природы. Вместе с тем, Аристотель впервые отделил мир земных (вернее, «подлунных») явлений от мира небесного, от собственно Космоса с его якобы особенными законами и природой объектов. В специальном трактате «О небе» Аристотель нарисовал свою натурфилософскую физическую, вернее, физико-космологическую картину мира.

Под Вселенной Аристотель подразумевал всю существующую материю (состоявшую, по его теории, из четырех обычных элементов — земли, воды, воздуха и огня и пятого — небесного — вечно движущегося эфира, который от обычной материи отличался еще и тем, что не имел ни легкости, ни тяжести). Аристотель критиковал Анаксагора за отождествление эфира с обычным материальным элементом — огнем. Таким образом, Вселенная, по Аристотелю, существовала в единственном числе.

В картине мира Аристотеля впервые была высказана идея взаимосвязанности свойств материи, пространства и времени. Вселенная представлялась конечной и ограничивалась сферой, за пределами которой не мыслилось ничего материального, а потому не могло быть и самого пространства, поскольку оно определялось как нечто, что было (или могло быть) заполнено материей. За пределами материальной Вселенной не существовало и времени, которое Аристотель с гениальной простотой и четкостью определил как меру движения и связал с материей, пояснив, что «нет движения без тела физического». За пределами материальной Вселенной Аристотель помещал нематериальный, духовный мир божества, существование которого постулировалось.

В аристотелевской физико-космологической картины мира первым элементом (представлением о материальной основе мира) было учение о пяти первичных формах материи с разделением их на «земные» (четыре стихии с врожденными качествами тяжести и легкости) и «небесную» (не имеющий этих качеств, а также и состояния покоя эфир). Вторым элементом, или представлением о механизме осуществления всех процессов, т. е. движений во Вселенной, выступали различные «естественные», врожденные движения первоэлементов и состоящих из них тел, причем эти движения объяснялись свойствами неразрывного комплекса — пространства и материи. Его замкнутость и сферичность делали Вселенную неоднородной и анизотропной, с крайним разделением свойств центральной и периферийных областей, что определяло движение тел — одних к центру, других от него. Третий элемент картины мира у Аристотеля имел явно астрономический, космологический характер — модель Вселенной. Как физик-экспериментатор (имевший в своем распоряжении лишь данные весьма грубого повседневного опыта и наблюдения) Аристотель выбрал более распространенную и подтверждавшуюся непосредственными ощущениями геоцентрическую модель — в виде конструкции из гомоцентрических сфер. Лишь материал небесных тел и сфер предполагался у него особым, небесным (эфиром). Такие модели, хотя и имели целью объяснение видимых движений небесных тел, но объясняли их лишь качественно, не позволяя теоретически определять, например, положение тел на небе. Последнее стало возможным лишь с появлением математических (геометрических) методов описания неравномерных видимых движений и, соответственно, с появлением новых, более простых геометрических моделей движения светил.

14) Геоцентрическая модель Птолемея

Первой глобальной естественнонаучной революцией, преобразовавшей астрономию, космологию и физику, было создание последовательного учения о геоцентрической системе мира. Начало этому учению положил еще древнегреческий ученый Анаксимандр, создавший в 6-м в. до н.э. довольно стройную систему кольцевых мироустроений. Однако последовательная геоцентрическая система была разработана в 4-м в. до н.э. величайшим ученым и философом древности Аристотелем, а затем, в 1-м в. математически обоснована Птолемеем. Геоцентрическую систему мира обычно называют системой Птолемея, а естественнонаучную революцию – аристотелевской. Почему же мы называем это учение революционным?

Переход от исходного эгоцентризма, а затем племенного или этнического топоцентризма[2] к геоцентризму представлял собой первый шаг на пути формирования его как объективной науки. Действительно, при этом непосредственная видимая полусфера неба, ограниченная горизонтом, была дополнена аналогичной небесной полусферой до полной небесной сферы. Соответственно и сама Земля, занимающая центральное положение в этой сферической Вселенной, стала считаться шарообразной. Пришлось, таким образом, признать не только возможность существования антиподов - обитателей диаметрально противоположных пунктов земного шара, но и принципиальную равноправность всех земных наблюдений мира. Вопрос же о наблюдениях, наблюдателях является весьма важным с точки зрения формирования объективной научной картины мира.

Интересно, что непосредственное подтверждение выводов о шарообразности Земли пришло значительно позже – в эпоху первых кругосветных путешествий и великих географических открытий, т.е. лишь на рубеже 15-го и 16-го веков, когда само геоцентрическое учение Аристотеля - Птолемея с его канонической системой идеальных равномерно вращающихся гомоцентрических (т.е. с единым центром) небесных сфер уже доживало свои последние годы.

Гиппарх, александрийский ученый, живший во 2 веке до н. э., и другие астрономы его времени уделяли много внимания наблюдениям за движением планет. Эти движения представлялись им крайне запутанными. В самом деле, направления движения планет по небу как бы описывают по небу петли. Эта кажущаяся сложность в движении планет вызывается движением Земли вокруг Солнца - ведь мы наблюдаем планеты с Земли, которая сама движется. И когда Земля " догоняет" другую планету, то кажется, что планета как бы останавливается, а потом движется назад. Но древние астрономы думали, что планеты действительно совершают такие сложные движения вокруг Земли.

Великий астроном и математик Клавдий Птолемей (87 - 165) сделал выбор в пользу геоцентрической модели Мира. Он завершил начатое Гиппархом математическое описание движений небесных тел и блестяще выполнил программу Платона- "с помощью равномерных и правильных круговых движений спасти явления, представляемые планетами ". Он пытался объяснить устройство Вселенной с учетом видимой сложности движения планет. Считая Землю шарообразной, а размеры ее ничтожными по сравнению с расстоянием до планет и тем более звезд. Птолемей, однако, вслед за Аристотелем утверждал, что Земля - неподвижный центр Вселенной.

В основе системы мира Птолемея лежат четыре постулата:

I. Земля находится в центре Вселенной.

II. Земля неподвижна.

III. Все небесные тела движутся вокруг Земли.

IV. Движение небесных тел происходит по окружностям с постоянной скоростью, т. е. равномерно.

Так как Птолемей считал Землю центром Вселенной, его система мира была названа геоцентрической. Вокруг земли, по Птолемею, движутся (в порядке удаленности от Земли) Луна, Меркурий, Венера, Солнце, Марс, Юпитер, Сатурн, звезды. Но если движение Луны, Солнца, звезд круговое, то движение планет гораздо сложнее. Каждая из планет, по мнению Птолемея, движется не вокруг Земли, а вокруг некоторой точки. Точка эта в свою очередь движется по кругу, в центре которого находится Земля. Круг, описываемый планетой вокруг движущейся точки, Птолемей назвал эпициклом, а круг, по которому движется точка около Земли,- деферентом. Птолемей построил геоцентрическую модель Мира (по сути дела - модель солнечной системы), которая позволила объяснить все наблюдаемые особенности движения планет, Солнца и Луны, а главное, стала мощным инструментом для предсказания (предвычисления) положений этих небесных тел. Главный труд Птолемея - "Большое математическое построение ".

15. Основные черты средневековой картины мира.

Средневековье охватывает тысячелетний период истории (V-XIV вв.), разделяющийся на два этапа – раннее Средневековье (V-X1 вв.) и классическое Средневековье (XII–XIV вв.). Главной чертой духовной культуры Средневековья становится доминирование христианской религии. В ней выразилось стремление человека к духовной, чистой жизни. Вера в единого всемогущего и всеблагого Бога, безмерного в своей любви к человеку. Свидетельство этой любви проявляется в Боговоплощении, или принятии Богом человеч. облика, в несении Богом страданий и смерти ради будущего спасения человека для вечной жизни. Спасение человека видится в его духовном обновлении и через преодоление зависимости от временного природного существования. Все это определило базовые черты средневекового мировосприятия:

1) монотеизм – вера в единого Бога;

2) теоцентризм – признание центрального положения Бога во Вселенной как Творца всего существующего;

3) креационизм – вера в сотворение мира Богом из ничего, «в мире нет ничего, что не было бы сотворено Богом, а если таковое возможно, то оно не имеет реальных оснований»;

4) антропоцентризм – установление центрального положения человека в сотворенном Богом мире.

Важнейшей чертой средневекового мировоззрения, бесспорно, является теоцентризм – представление о Боге как единственной подлинной реальности. Вся жизнь средневекового человека была так или иначе связана с религией.

Отношение к природному миру как к вторичной, неподлинной реальности породило и иной способ его познания. Оно исходило из совершенно новых, отличных от античного познания, предпосылок.

Вся деятельность человека воспринималась в русле религиозных представлений. Противоречащее догматам церкви запрещалось специальными декретами. Основное внимание, бесспорно, уделялось познанию подлинной реальности – Бога, но такое познание было возможно только в рамках религии. Естественнонаучному познанию отводилась второстепенная роль. При этом все его выводы проходили через цензуру библейских концепций. Это усиливало элемент созерцательности в познании, настраивало его на откровенно мистический лад, что и предопределило регресс или, в лучшем случае, стагнацию научного познания.

Особенности средневекового мировоззрения и познания привели к тому, что наука в это время носила исключительно служебный характер. Она могла только иллюстрировать и детализировать истины Священного писания, познать же первоначала мира она не могла в принципе и в основном использовалась для решения чисто практических задач.

Таким образом, средневековая наука перестала соответствовать введенным нами ранее критериям научного знания. Это означало ее безусловный шаг назад по сравнению с античной наукой.

В недрах средневековой культуры успешно развивались такие специфические области знания, как астрология, алхимия, ятрохимия, натуральная магия.

Часто их называли герметическими (тайными) науками. Они представляли собой промежуточное звено между техническим ремеслом и натурфилософией, содержали в себе зародыш будущей экспериментальной науки, в силу своей практической направленности. Исподволь они разрушали идеологию созерцательности, перешедшую в средневековое мировоззрение из античности, осуществляли переход к опытной науке, хотя и несли в себе при этом множество черт магического мироощущения, основанного на идее сверхъестественной связи предметов и явлений мира. В ходе этих исследований были получены весьма интересные результаты как в практической, так и в теоретической областях. Тем самым эти дисциплины подготовили возможность появления современной науки.

Самые интересные результаты дали алхимия и ятрохимия, в рамках которых были открыты способы получения серной, соляной, азотной кислот, селитры, сплавов ртути с металлами, многих лекарственных веществ. Ятрохимия - течение в медицине XVI–XVII веков, ставившее своей задачей поиски философского камня для нахождения панацеи – лекарства от всех болезней.

В теоретической области были важны разрабатывавшиеся идеи космизма, а также биологизации мира - рассмотрение мира как целостного организма, каждая часть которого несет в себе признаки всего целого. Но если практические достижения герметических «наук» позже легли в основу классического естествознания Нового времени, то теоретические рассуждения были отброшены и новый интерес к этим идеям появился лишь в XX веке.

Также закладывается новое понимание механики, которая в античности была прикладной наукой. Античность и раннее Средневековье рассматривали все созданные человеком инструменты как искусственные, чуждые природе. В силу этого они не имели никакого отношения к познанию мира, так как действовал принцип: «подобное познается подобным». Именно поэтому только человеческий разум в силу принципа подобия человека космосу мог познавать мир. Позже инструменты стали считаться частью природы, лишь обработанной человеком, и в силу своего тождества с ней их можно было использовать для познания мира. Таким образом, открывалась возможность для использования экспериментального метода познания.

Важным было создание условий для точного измерения. В науке вплоть до эпохи Возрождения точное измерение природных процессов считалось невозможным, так как точность считалась характеристикой только идеальных объектов. Но в Средние века шло бурное развитие астрологии, содержавшей в себе зародыши будущей астрономии и требовавшей довольно точных измерений.

Еще одной новацией стал отказ от античной идеи о модели совершенства – круге. Эта модель была заменена моделью бесконечной линии, что способствовало формированию представлений о бесконечности Вселенной, а также лежало в основе исчисления бесконечно малых величин, без которого невозможно дифференциальное и интегральное исчисление. На нем строится вся математика Нового времени, а значит, и вся классическая наука.

Постепенно средневековое мировоззрение начинает ограничивать и сдерживать развитие науки, которая требовала нового взгляда на мир. Новая картина мира была сформулирована в эпоху Возрождения, приобрела завершенность и стала научной после первой глобальной научной революции XVI–XVII веков.

16. Гелиоцентрическая система Коперника. Законы Кеплера.

Коперник низвел Землю до роли рядовой планеты, Солнце он поместил в центре системы, а все планеты вместе с Землей двигались вокруг Солнца по круговым орбитам. В течение 16 лет Коперник ведет астрономические наблюдения Солнца, звезд и планет. В1532г., накануне своего шестидесятилетия, он закончил труд всей своей жизни “О вращениях небесных сфер”. В феврале 1543 г., бессмертное творение Н. Коперника “о вращениях небесных сфер” было напечатано Но сам Коперник увидел свою книгу лишь за несколько часов до смерти (24 мая 1543 г.). Сочинение “О вращениях небесных сфер” состоит из 6 книг. В первой книге приводятся все логические и физические аргументы в пользу движения Земли. Вторая книга содержит элементы сферической астрономии и заканчивается каталогом, содержащим координаты 1025 звезд. Третья книга содержит теорию движения Солнца, четвертая книга – теорию движения Луны. Самой главной является пятая книга, в которой дано полное развитие гелиоцентрической теории планетных движений со всеми математическими доказательствами. В шестой книге изложено видимое движение планет.

Огромное значение созданной Коперником гелиоцентрической системы
Мира обнаружилось после того, как Кеплер открыл истинные законы эллиптического движения планет, а И.Ньютон на их основе – закон всемирного тяготения; когда Леверье и Адамс на основании данных этой системы предсказали существование и теоретически определили местоположение неизвестной планеты (Нептун), а Галле, направив телескоп в указанную ими точку неба, открыл неизвестную планету. В настоящее время учение Коперника не утратило своего значение т.к. оно раскрыло истинную картину Мира и совершило революционный переворот “в развитии системы научного мировоззрения”.

Коперник полагал, что Земля совершает троякое движение:
1. Вращение вокруг оси с периодом в одни сутки, следствием чего является суточное вращение небесной сферы;
2. Движение вокруг Солнца с периодом в год, приводящее к попятным движениям планет;
3. Так называемое деклинационное движение с периодом также примерно в один год, приводящее к тому, что ось Земли перемещается приближенно параллельно самой себе (небольшое неравенство периодов второго и третьего движений проявляется в предварении равноденствий).

Коперник не только объяснил причины попятных движений планет, вычислил расстояния планет от Солнца и периоды их обращений. Зодиакальное неравенство в движении планет Коперник объяснял тем, что их движение является комбинацией движений по большим и малым кругам.
Тем не менее, теория Коперника не может быть названа гелиоцентрической в полной мере, поскольку Земля в ней отчасти сохраняла особый статус:
• центром планетной системы было не Солнце, а центр земной орбиты;
• из всех планет Земля единственная двигалась по своей орбите равномерно, в то время как у остальных планет орбитальная скорость менялась.

По всей видимости, у Коперника сохранялась вера в существование небесных сфер, несущих на себе планеты. Таким образом, движение планет вокруг Солнца объяснялось вращением этих сфер вокруг своих осей.

Тем не менее, им был дан импульс для дальнейшей разработки гелиоцентрической теории движения планет, сопутствующих задач механики и космологии. Объявляя Землю одной из планет, Коперник устранял резкий разрыв между «надлунным» и «подлунным» мирами, характерный для философии Аристотеля.

20. Динамические законы Ньютона.

1-й: Существуют такие системы отсчета, относительно которых поступательно движущееся тело сохраняет свою скорость постоянной, если на него не действуют другие тела или их действие скомпенсировано.

Учитывая столь серьезный, исторически сложившийся провал, первый закон Ньютона сформулирован безоговорочно революционным образом. Он утверждает, что если какую-либо материальную частицу или тело попросту не трогать, оно будет продолжать прямолинейно двигаться с неизменной скоростью само по себе. Если тело равномерно двигалось по прямой, оно так и будет двигаться по прямой с неизменной скоростью. Если тело покоилось, оно так и будет покоиться, пока к нему не приложат внешних сил. Чтобы просто сдвинуть физическое тело с места, к нему нужно обязательно приложить стороннюю силу. Возьмем самолет: он ни за что не стронется с места, пока не будут запущены двигатели. Казалось бы, наблюдение самоочевидное, однако, стоит нам отвлечься от прямолинейного движения, как оно перестает казаться таковым. При инерционном движении тела по замкнутой циклической траектории его анализ с позиции первого закона Ньютона только и позволяет точно определить его характеристики.

2-й: В инерциальной системе отсчета сумма всех сил, действующих на тело, равна произведению массы этого тела на векторное ускорение этого же тела (действие на тело силы, проявляется в сообщении ему ускорения).

Если первый закон Ньютона помогает нам определить, находится ли тело под воздействием внешних сил, то второй закон описывает, что происходит с физическим телом под их воздействием. Чем больше сумма приложенных к телу внешних сил, гласит этот закон, тем большее ускорение приобретает тело. Это раз. Одновременно, чем массивнее тело, к которому приложена равная сумма внешних сил, тем меньшее ускорение оно приобретает. Это два. Интуитивно эти два факта представляются самоочевидными, а в математическом виде они записываются так:

F = ma

где F — сила, m — масса, а — ускорение

3-й: Тела действуют друг на друга силами равными по модулю и противоположными по направлению

За этот закон, скорее всего, Ньютон и снискал себе почет и уважение со стороны не только естествоиспытателей, но и ученых-гуманитариев и попросту широких масс. Его любят цитировать (по делу и без дела), проводя самые широкие параллели с тем, что мы вынуждены наблюдать в нашей обыденной жизни, и притягивают чуть ли не за уши для обоснования самых спорных положений в ходе дискуссий по любым вопросам, начиная с межличностных и заканчивая международными отношениями и глобальной политикой. Ньютон, однако, вкладывал в свой названный впоследствии третьим закон совершенно конкретный физический смысл и едва ли замышлял его в ином качестве, нежели как точное средство описания природы силовых взаимодействий. Закон этот гласит, что если тело А воздействует с некоей силой на тело В, то тело В также воздействует на тело А с равной по величине и противоположной по направлению силой. Иными словами, стоя на полу, вы воздействуете на пол с силой, пропорциональной массе вашего тела. Согласно третьему закону Ньютона пол в это же время воздействует на вас с абсолютно такой же по величине силой, но направленной не вниз, а строго вверх. Этот закон экспериментально проверить нетрудно: вы постоянно чувствуете, как земля давит на ваши подошвы.

21. Закон Всемирного тяготения. Принцип дальнодействия.
Открыт Ньютоном в 1667 году на основе анализа движения планет (з-ны Кеплера) и, в частности, Луны.

Все тела взаимодействуют друг с другом с силой, прямо пропорциональной произведению масс этих тел и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними.

F=m1m2/R в кубе

Закон справедлив для: 1. Однородных шаров.

2. Для материальных точек.

3. Для концентрических тел.

Гравитационное взаимодействие существенно при больших массах.

Применение:
1. Закономерности движения планет и их спутников. Уточнены законы Кеплера.
2.Космонавтика. Расчет движения спутников.

Анализ закона:

1. Сила направлена вдоль прямой, соединяющей тела.

2.G - постоянная всемирного тяготения (гравитационная постоянная). Числовое значение зависит от выбора системы единиц.

Физический смысл гравитационной постоянной:

гравитационная постоянная численно равна модулю силы тяготения, действующей между двумя точечными телами массой по 1 кг каждое, находящимися на расстоянии 1 м друг от друга.

Принцип дальнодействия гласит, что если тело А, находящееся в точке а, действует на другое тело В, то тело В, находящееся в точке Ъ, испытывает это воздействие в тот оке момент.

Ньютон же считал необходимым наличие некоего передатчика этого действия, «агента», правда, допуская его, быть может, нематериальную природу. Но подобные тонкости уже не вдохновляли физиков века Просвещения, когда научная революция закончилась и набирало темпы развития экспериментальное естествознание. Критерии к результатам научных исследований на эволюционном этапе развития физики (по сравнению со временем ньютонианской революции) изменились — они стали более упрощенными, стандартизованными; при этом были нужны немедленный эффект и простейшее обоснование.

Принцип дальнодействия утвердился в физике еще и потому, что гравитационное взаимодействие макроскопических объектов незаметно, поскольку притяжение слишком слабо, чтобы его ощутить. Лишь высокочувствительные устройства в состоянии уловить гравитационные эффекты. Только в 1774 г. английский ученый Н. Маскелайн обнаружил незначительное отклонение отвеса от вертикали, вызванное гравитационным притяжением находящейся поблизости горы. В 1797 г. английский физик и химик Г. Кавендиш поставил знаменитый эксперимент по измерению едва уловимой силы притяжения между двумя шариками, прикрепленными на концах горизонтально подвешенного деревянного стержня, и двумя большими свинцовыми шарами; это было первое лабораторное наблюдение гравитационного притяжения между двумя телами.

22. Теория электромагнитного поля. Вещество и поле.

Электромагнитное поле — фундаментальное физическое поле, взаимодействующее с электрически заряженными телами, представимое как совокупность электрического и магнитного полей, которые могут при определённых условиях порождать друг друга.

Электромагнитное поле (и его изменение со временем) описывается в электродинамике в классическом приближении посредством системы уравнений Максвелла. При переходе от одной инерциальной системы отсчета к другой электрическое и магнитное поле в новой системе отсчета — каждое зависит от обоих — электрического и магнитного — в старой, и это ещё одна из причин, заставляющая рассматривать электрическое и магнитное поле как проявления единого электромагнитного поля.

В современной формулировке электромагнитное поле представлено тензором электромагнитного поля, компонентами которого являются три компоненты напряжённости электрического поля и три компоненты напряжённости магнитного поля (или — магнитной индукции), а также четырёхмерным электромагнитным потенциалом — в определённом отношении ещё более важным.

Действие электромагнитного поля на заряженные тела описывается в классическом приближении посредством силы Лоренца.

Квантовые свойства электромагнитного поля и его взаимодействия с заряженными частицами (а также квантовые поправки к классическому приближению) — предмет квантовой электродинамики, хотя часть квантовых свойств электромагнитного поля более или менее удовлетворительно описывается упрощённой квантовой теорией, исторически возникшей заметно раньше.

Возмущение электромагнитного поля, распространяющееся в пространстве, называется электромагнитной волной (электромагнитными волнами). Любая электромагнитная волна распространяется в пустом пространстве (вакууме) с одинаковой скоростью — скоростью света (свет также является электромагнитной волной). В зависимости от длины волны электромагнитное излучение подразделяется на радиоизлучение, свет (в том числе инфракрасный и ультрафиолет), рентгеновское излучение и гамма-излучение.

24. Принципы относительности Галилея и Эйнштейна.

Принцип относительности Галилея – это принцип физического равноправия инерциальных систем отсчёта в классической механике, проявляющегося в том, что законы механики во всех таких системах одинаковы.
Отсюда следует, что никакими механическими опытами, проводящимися в какой-либо инерциальной системе, нельзя определить, покоится ли данная система или движется равномерно и прямолинейно. Это положение было впервые установлено Г. Галилеем в 1636.
Движение материальной точки относительно: её положение, скорость, вид траектории зависят от того, по отношению к какой системе отсчёта (телу отсчёта) это движение рассматривается.
В то же время законы классической механики, т. е. соотношения, которые связывают величины, описывающие движение материальных точек и взаимодействие между ними, одинаковы во всех инерциальных системах отсчёта.
Относительность механического движения и одинаковость (безотносительность) законов механики в разных инерциальных системах отсчёта и составляют содержание Галилеева принципа относительности.
Математически принцип относительности Галилея выражает инвариантность (неизменность) уравнений механики относительно преобразований координат движущихся точек (и времени) при переходе от одной инерциальной системы к другой — преобразований Галилея.

Эйнштейн обобщил принцип относительности Галилея, сформулированный для механических явлений, на все явления природы. Принцип относительности Эйнштейна гласит: «Никакими физическими опытами(механическими, электрическими, оптическими), произведенными в какой-либо инерциальной системе отсчета, невозможно определить, движется ли эта система равномерно и прямолинейно, или находится в покое». Не только механические, но и все физические законы одинаковы во всех инерциальных системах отсчета.
Таким образом, принцип относительности Эйнштейна устанавливает полную равноправность всех инерциальных систем отсчета и отвергает идею абсолютного пространства Ньютона. Теорию, созданную Эйнштейном для описания явлений в инерциальных системах отсчета, называют специальной теорией относительности.

Теория относительности состоит из двух частей. Первая часть называется специальной (или частной) теорией (сокращенно – СТО). Она исследует быстрые равномерные прямолинейные движения вне гравитационных полей. Вторая часть – общая теория относительности (сокращенно – ОТО) охватывает неравномерные движения и гравитационные поля.
Фундаментом СТО служат два постулата, объединяющие основные свойства движения вещества и света.
Первый постулат: равномерные прямолинейные движения невозможно отличить от покоя. То и другое физически равноценно.
Второй постулат: скорость света не зависит от движения светового источника.

25. Пространство и время в классической механике и теории относительности.

В ходе разработки своей теории Эйнштейну пришлось пересмотреть прежние представления классической механики о пространстве и времени. Прежде всего, он отказался от ньютоновского понятия абсолютного пространства и времени, а также от определения движения тела относительно абсолютного пространства.
Отсюда становится ясно, что для Эйнштейна основные физические понятия, в частности понятия пространства и времени, приобретают ясный смысл только после указания тех экспериментальных процедур, с помощью которых их можно проверить.
Тот факт, что расстояние и время в теории относительности определяются наблюдателем по отношению к определенной системе отсчета, отнюдь не свидетельствует о том, что эти понятия имеют произвольный характер, устанавливаемый субъектом.
Другой важный результат теории относительности состоит в том, что она связывает обособленные в классической механике понятия пространства и времени в единое понятие пространственно-временного континуума (непрерывности).
Новые понятия и принципы теории относительности существенно изменили не только физические, но и общенаучные представления о пространстве, времени и движении, которые господствовали в науке более двухсот лет. Особенно резкое сопротивление они встретили со стороны людей, придерживающихся так называемого здравого смысла, который в конечном итоге также ориентируется на доминирующие в обществе научные взгляды, почерпнутые из классической науки.
Необычные результаты, которые дает теория относительности, сразу же поставили вопрос об их опытной проверке. Предварительно, однако, заметим, что сама теория относительности возникла из электродинамики, и поэтому все эксперименты, которые подтверждают электродинамику, косвенно подтверждают также и теорию относительности. Но кроме подобных косвенных свидетельств существуют эксперименты, которые непосредственно подтверждают выводы теории относительности.
Наиболее выдающимся подтверждением данной теории был отрицательный результат опыта американского физика Альберта Майкельсона (1852—1931), предпринятого им для проверки гипотезы о световом эфире. Согласно господствовавшим в то время воззрениям все мировое пространство заполнено эфиром — гипотетическим веществом, колебания которого вызывают световые волны. Вначале эфир уподоблялся упругой механической среде, а световые волны рассматривались как результат колебаний этой среды. Но эта механическая модель эфира в дальнейшем встретилась с серьезными трудностями: будучи твердой упругой средой, эфир должен был оказывать сопротивление движению небесных тел, но ничего этого в действительности не наблюдалось. В связи с этим пришлось отказаться от механической модели, но существование эфира как особой всепроницающей среды по-прежнему признавалось.
Для того чтобы обнаружить движение Земли относительно неподвижного эфира, Майкельсон решил измерить время прохождения светового луча по горизонтальному направлению движения Земли и направлению, перпендикулярному к этому движению. Если существует эфир, то время прохождения светового луча по горизонтальному и перпендикулярному направлениям должно быть неодинаковым, но никакой разницы Майкельсон не обнаружил. Тогда для спасения гипотезы об эфире Лоренц предположил, что в горизонтальном направлении происходит сокращение тела в направлении движения. Чисто отрицательный результат опыта Майкельсона стал для Эйнштейна 18 лет спустя решающим экспериментом в доказательстве того, что никакого эфира как абсолютной системы отсчета не существует. Сокращение же тела объясняется таким же способом, как и при относительном движении инерциальных систем отсчета.

30. Принцип эквивалентности и общая теория относительности.

Общая теория относительности (ОТО) — физическая теория пространства-времени и тяготения, основана на экспериментальном принципе эквивалентности гравитационной и инерционной масс и предположении о линейности связи между массой и вызываемыми ею гравитационными эффектами.

В рамках этой теории, являющейся дальнейшим развитием специальной теории относительности, постулируется, что гравитационные эффекты вызываются не силовым взаимодействием тел и полей, находящихся в пространстве-времени, а являются проявлениями деформаций самого пространства-времени, вызываемых локальным присутствием массы-энергии. Таким образом, в ОТО, как и в других метрических теориях, гравитация — не силовое взаимодействие.

Часто неправильно считают, что в основе общей теории относительности лежит принцип эквивалентности гравитационного и инерционного поля, который обычно формулируют так:

«Достаточно малая по размерам физическая система, находящаяся в гравитационном поле, по поведению неотличима от такой же системы, находящейся в ускоренной (относительно инерциальной системы отсчёта) системе отсчёта, погружённой в плоское пространство-время специальной теории относительности».

Иногда тот же принцип постулируют как «локальную справедливость специальной теории относительности» или называют «сильным принципом эквивалентности».

Исторически этот принцип действительно сыграл большую роль в становлении общей теории относительности и использовался Эйнштейном при её разработке. Однако в самой окончательной форме теории он на самом деле не содержится, так как пространство-время как в ускоренной, так и в исходной системе отсчёта в специальной теории относительности является неискривленным — плоским, а в общей теории относительности оно искривляется любым телом и именно его искривление вызывает гравитационное притяжение тел.

Ещё раз подчеркнём: основным отличием пространства-времени общей теории относительности от пространства-времени специальной теории относительности является его искривление, кривизна, которая выражается тензорной величиной — тензором кривизны. В пространстве-времени специальной теории относительности этот тензор тождественно равен нулю и пространство-время является плоским.

Аналогичным образом не совсем корректным является и само название «общая теория относительности». Она является лишь одной из множества теорий гравитации, рассматриваемых физиками сейчас, в то время как специальная теория относительности является практически общепринятой научным сообществом и составляет краеугольный камень базиса современной физики.

31. Тяготение и свойства пространства и времени.

ТЯГОТЕНИЕ (гравитация), универсальное взаимодействие между любыми видами физической материи (обычным веществом, любыми физическими полями). Если это взаимодействие относительно невелико и тела движутся медленно по сравнению со скоростью света в вакууме, то их движения описываются всемирного тяготения законом. В случае сильных полей и скоростей, сравнимых со скоростью света, пользуются созданной А. Эйнштейном общей теорией относительности (ОТО), являющейся обобщением ньютоновской теории тяготения. В основе ОТО лежит так называемый принцип эквивалентности сил тяготения и сил инерции. Теория Эйнштейна описывает тяготение как воздействие физической материи на геометрические свойства пространства-времени; в свою очередь эти свойства влияют на движение материи и другие физические процессы. В сильном поле тяготения геометрия обычного трехмерного пространства изменяется, а время течет медленнее, чем вне поля. Теория Эйнштейна предсказывает конечную скорость распространения изменений поля тяготения, равную скорости света в вакууме (эти изменения переносятся в виде гравитационных волн).

Важное проявление единства пространства и времени состоит в том, что с ростом скорости тела течение времени на нем замедляется в точном соответствии с уменьшением его продольных (по направлению движения) размеров. Благодаря такому точному соответствию из двух величии - расстояния в пространстве между какими-либо двумя событиями и промежутка времени, их разделяющего, простым расчетом можно получить величину, которая постоянна для всех наблюдателей, как бы они не двигались, и никак не зависит от скорости любых "лабораторий". Эта величина играет роль расстояния в четырехмерном пространстве-времени. Пространство-время и есть то "объединение" пространства и времени, о котором говорил Г.Минковский.
Вообразить такое формальное присоединение времени к пространству, пожалуй, нетрудно. Гораздо сложнее наглядно представить себе четырехмерный мир. Удивляться трудности не приходится. Когда мы в школе рисуем плоские геометрические фигуры на листе бумаги, то обычно не испытываем никаких затруднений в изображении этих фигур; они двумерны (имеют только длину и ширину).

32. Основные положения молекулярно-кинетической теории.

Молекулярно-кинетическая теория (сокращённо МКТ) — теория XIX века, рассматривавшая строение вещества, в основном газов, с точки зрения трёх основных приближенно верных положений:
• все тела состоят из частиц, размером которых можно пренебречь: атомов, молекул и ионов;
• частицы находятся в непрерывном хаотическом движении (тепловом);
• частицы взаимодействуют друг с другом путём абсолютно упругих столкновений.

Основными доказательствами этих положений считались:
• Диффузия
• Броуновское движение
• Изменение агрегатных состояний вещества

В современной (теоретической) физике термин молекулярно-кинетическая теория уже не используется, хотя он встречается в учебниках по курсу общей физики. В современной физике МКТ заменила кинетическая теория, в русскоязычной литературе — физическая кинетика, и статистическая механика. В этих разделах физики изучаются не только молекулярные (атомные или ионные) системы, находящиеся не только в «тепловом» движении, и взаимодействующие не только через абсолютно упругие столкновения.

33) Первое и второе начала термодинамики.

Первое начало термодинамики — один из трёх основных законов термодинамики, представляет собой закон сохранения энергии для термодинамических систем.

Первое начало термодинамики было сформулировано в середине XIX века в результате работ немецкого учёного Ю. Р. Майера, английского физика Дж. П. Джоуля и немецкого физика Г. Гельмгольца. Согласно первому началу термодинамики, термодинамическая система может совершать работу только за счёт своей внутренней энергии или каких-либо внешних источников энергии. Первое начало термодинамики часто формулируют как невозможность существования вечного двигателя первого рода, который совершал бы работу, не черпая энергию из какого-либо источника.

Существует несколько эквивалентных формулировок первого начала термодинамики

1. Количество теплоты, полученное системой, идёт на изменение её внутренней энергии и совершение работы против внешних сил

2. Изменение внутренней энергии системы при переходе её из одного состояния в другое равно сумме работы внешних сил и количества теплоты, переданного системе, и не зависит от способа, которым осуществляется этот переход

3. Изменение полной энергии системы в квазистатическом процессе равно количеству теплоты Q, сообщённому системе, в сумме с изменением энергии, связанной с количеством вещества N при химическом потенциале μ, и работы A', совершённой над системой внешними силами и полями, за вычетом работы A, совершённой самой системой против внешних сил

Второе начало термодинамики — физический принцип, накладывающий ограничение на направление процессов передачи тепла между телами. Второе начало термодинамики гласит, что невозможен самопроизвольный переход тепла от тела, менее нагретого, к телу, более нагретому. Второе начало термодинамики запрещает так называемые вечные двигатели второго рода, показывая что коэффициент полезного действия не может равняться единице, поскольку для кругового процесса температура холодильника не должна равняться 0. Второе начало термодинамики является постулатом, не доказываемым в рамках термодинамики. Оно было создано на основе обобщения опытных фактов и получило многочисленные экспериментальные подтверждения.

Существуют несколько эквивалентных формулировок второго начала термодинамики:
Постулат Клаузиуса: «Невозможен процесс, единственным результатом которого являлась бы передача тепла от более холодного тела к более горячему» (такой процесс называется процессом Клаузиуса).
Постулат Томсона: «Невозможен круговой процесс, единственным результатом которого было бы производство работы за счет охлаждения теплового резервуара» (такой процесс называется процессом Томсона).

Эквивалентность этих формулировок легко показать. В самом деле, допустим, что постулат Клаузиуса неверен, то есть существует процесс, единственным результатом которого была бы передача тепла от более холодного тела к более горячему. Тогда возьмем два тела с различной температурой (нагреватель и холодильник) и проведем несколько циклов тепловой машины, забрав тепло Q1 у нагревателя, отдав Q2 холодильнику и совершив при этом работу A = Q1 − Q2. После этого воспользуемся процессом Клаузиуса и вернем тепло Q2 от холодильника нагревателю. В результате получается, что мы совершили работу только за счет отъёма теплоты от нагревателя, то есть постулат Томсона тоже неверен.

С другой стороны, предположим, что неверен постулат Томсона. Тогда можно отнять часть тепла у более холодного тела и превратить в механическую работу. Эту работу можно превратить в тепло, например, с помощью трения, нагрев более горячее тело. Значит, из неверности постулата Томсона следует неверность постулата Клаузиуса.

Таким образом, постулаты Клаузиуса и Томсона эквивалентны.