39. Свойства физического пространства, причина времени

В современной науке физическим пространству и времени приписываются определенные характеристики. Общими и для пространства, и для времени являются свойства объективности и всеобщности. Пространство и время объективны, так как су­ществуют независимо от сознания. Всеобщность означает, что эти формы присущи всем без исключения воплощениям мате­рии на любом уровне ее существования.

У пространства и времени есть ряд специфических характе­ристик. Так, пространству приписываются протяженность, изотропность, однородность, трехмерность. Протяженность предполагает наличие у каждого материального объекта опреде­ленного местоположения. Изотропность означает равномерность всех возможных направлений. Однородность пространства характеризует отсутствие в нем каких-либо выделенных точек, т.е. при переносе в простран­стве свойства системы не меняются. Физическому времени приписываются свойства длительнос­ти, необратимости, однородности и одномерности. Длитель­ность интерпретируется как продолжительность существования любого материального объекта или процесса. Одномерность оз­начает, что положение объекта во времени описывается един­ственной величиной. Однородность времени, как и в случае с пространством, свидетельствует об отсутствии каких-либо выде­ленных фрагментов, т.е. утверждает инвариантность физических законов относительно выбора точки отсчета времени. Необрати­мость времени, его однонаправленность от прошлого к будущему, связана с необратимостью протекания некоторых фундаментальных процессов и характером законов в квантовой механике. Существует также причинная концепция обоснования необратимости времени, согласно которой если бы время было обратимо, то причинная связь оказалась бы невозможной.

40. Общая теория относительности

Общая теория относительности позволяет рассматри­вать не только инерциальные системы отсчета, но любые системы координат, которые движутся по криволинейным траекториям и с любым ускорением.

Распространение результатов специальной теории на неинерциальные системы отсчета привело к установле­нию зависимости между метрическими свойствами пространства и времени и гравитационными взаимодействиями, т.е. в зависимости от гравитацион­ных масс время замедляется или, напротив, ускоряется, а про­странство искривляется. Общая теория относительности А. Эйнштейна объединила в рамках одной концепции понятия инерции, гравитации и метри­ки пространства—времени. Выводы общей и специальной тео­рии относительности и неевклидовой геометрии полностью дискредитировали понятия абсолютного пространства и абсо­лютного времени. Оказалось, что признанные классическими субстанциональные представления не являются окончательными и единственно верными.

41. Всеобщий релятивизм

Понятие о взаимосвязи и размерности физических величин. Все явления в мире взаимосвязаны и подчиняются общим физическим законам. Чтобы сопоставлять физические величины друг с другом нужно каждую физическую величину представить через общие для всех исходные физические величины принимаемые за первичные. Однако эти первичные величины могут быть выбраны произвольно и тогда при расчетах возникнут дополнительные трудности. Чтобы их избежать нужно определить физические категории , которые являются неизменными при преобразованиях материи относительно которых будут оцениваться все остальные физические величины и параметры. Если речь идет о всеобщих закономерностях материи во Вселенной, то должны быть определены всеобщие физические инварианты, которые не изменяются ни при каких преобразованиях форм материи и ни при каких физических процессах. Общими физическими инвариантами могут быть только такие категории, которые являются всеобщими для всех без исключения физических явлений. Такими категориями являются движение и три его неразрывных составляющих - материя, пространство и время. Размерность физической величины - это выражение, показывающее связь данной физической величины с физическими величинами, положенными в основу системы единиц. Размерность записывается в виде произведения символов соответствующих основных величин, возведенных в определенные степени, которые называются показателями размерности. Величины, в которые все основные величины входят в степени 0, называются безразмерными. Во всех остальных случаях размерность конкретной физической величины.

42. Понятие системы

Биологические системы — это целостные открытые системы, постоянно обменивающиеся с окружающей средой веществом, энергией и информацией и способные к самоор­ганизации. Живые системы активно реагируют на изменения окружающей среды, приспосабливаясь к новым условиям. Био­логические системы способны к самовоспроизводству, а следо­вательно, к сохранению и передаче генетической информации последующим поколениям. Отдельные качества живого могут быть присущи и неорганическим системам, однако ни одна не­органическая система не обладает всей совокупностью перечис­ленных выше свойств.

43. Типы систем

Часто выделяют три типа систем: дискретный (корпускулярный), жесткий и централизованный. Первые два типа являются крайними, или предельными. Системы, относящиеся к «дискретному» типу, состоят в основном из подобных элементов, не связанных между собой непосредственно, а объединенных только общим отношением к окружающей среде. Жесткий тип систем можно рассматривать как противоположный дискретному. Часто эти системы отличаются повышенной организованностью по сравнению с простой суммой их частей и тем, что обладают совершенно новыми свойствами. Разрушение одного отдельного органа губит всю систему. Централизованный тип систем содержит одно основное звено, которое организационно, но не обязательно геометрически, находится в центре системы и связывает все остальные звенья или даже управляет ими.

44. Науки о сложных системах

СЛОЖНЫЕ СИСТЕМЫ состоят из большого числа переменных и большого количества связей между ними. Чем оно больше, тем труднее исследование объекта, выведение закономерностей его функционирования. Трудность изучения таких систем объясняется еще и тем обстоятельством, что чем сложнее система, тем больше у нее так называемых ЭМЕРДЖЕНТНЫХ СВОЙСТВ, т.е. свойств, которых нет у ее частей и которые являются следствием эффекта целостности системы. Подобные сложные системы изучает, например, метеорология— наука о климатических процессах. Именно потому, что метеорология изучает сложные системы, процессы образования погоды гораздо менее известны, чем гравитационные процессы, что, на первый взгляд, кажется парадоксом. Действительно, чем можно точно определить, в какой точке будет находиться Земля или какое-либо другое небесное тело через миллионы лет, а предсказать погоду на завтра удается не всегда? Потому, что климатические процессы представляют гораздо более сложные системы, состоящие из огромного количества переменных и взаимодействий между ними.