Основные положения общей и специальной теория относительности.

Общая теория относительности — геометрическая теория тяготения, развивающая специальную теорию относительности (СТО), опубликованная Альбертом Эйнштейном в 1915—1916 годах.

Основные принципы ОТО сводятся к следующему:

· Ограничение применимости принципа постоянства скорости света областями, где гравитационными силами можно пренебречь; (там, где гравитация велика, скорость света замедляется);

· Распространение принципа относительности на все движущиеся системы (а не только на инерциальные).

В общей теории относительности (ОТО), или теории тяготения он также исходит из экспериментального факта эквивалентности масс инерционных и гравитационных, или эквивалентности инерционных и гравитационных полей.

Правда, принцип эквивалентности справедлив только при строго локальных наблюдениях. Так, представим себе лифт, стоящий на Земле. Наблюдатель в лифте бросает два шара. Они будут двигаться по направлению к центру Земли и, следовательно, друг к другу. Если же мы будем тянуть лифт с ускорением § в пустоте, то те же шары будут двигаться параллельно друг другу.

Специальная теория относительности – физическая теория, описывающая преобразование законов движения, законов механики, электродинамики и лоренц-инвариантной теории гравитации на основе пространственно-временных отношений в инерциальных системах отсчёта, при скоростях движения, которые могут достигать скорости света.

Основные принципы СТО сводятся к следующему:

· Принцип относительности Эйнштейна - этот принцип явился обобщением принципа относительности Галилея на любые физические явления. Он гласит: все физические процессы при одних и тех же условиях в инерциальных систем отсчета (ИСО) протекают одинаково. Это означает, что никакими физическими опытами, проведенными внутри замкнутой ИСО, нельзя установить, покоится ли она или движется равномерно и прямолинейно. Таким образом, все ИСО совершенно равноправны, а физические законы инвариантны по отношению к выбору ИСО (т.е. уравнения, выражающие эти законы, имеют одинаковую форму во всех инерциальных системах отсчета).

· Принцип постоянства скорости света - скорость света в вакууме постоянна и не зависит от движения источника и приемника света. Она одинакова во всех направлениях и во всех инерциальных системах отсчета. Скорость света в вакууме - предельная скорость в природе - это одна из важнейших физических постоянных, так называемых мировых констант.

ВОПРОС 26.

Основные понятия синергетики. Условия самоорганизации. Флуктуация, скачок, точка бифуркации. Принципы самоорганизации открытых систем.

Синергетика происходит от греческого «синергетикос» - совместный, согласованно действующий. Это научное направление, изучающее связи между элементами структуры (подсистемами), которые образуются в открытых системах (биологических, физико-химических и других) благодаря интенсивному (потоковому) веществом и энергией с окружающей средой в неравновесных условия.

Основное понятие синергетики — определение структуры как состояния, возникающего в результате многовариантного и неоднозначного поведения таких многоэлементных структур или многофакторных сред, которые не деградируют к стандартному для замкнутых систем усреднению термодинамического типа, а развиваются вследствие открытости, притока энергии извне, нелинейности внутренних процессов, появления особых режимов с обострением и наличия более одного устойчивого состояния.

Самоорганизация - упорядоченность существования материальных динамических, т.е. качественно изменяющихся систем. В отличие от понятия «организация» оно отражает особенности существования динамических систем, которые сопровождаются их восхождением на все более высокие уровни сложности и системной упорядоченности или материальной организации.

Условия самоорганизации:

1. Системы должны быть открытыми, то есть обмениваться веществом или энергией с внешней средой;

2. Системы должны также быть существенно неравновесными, то есть находиться в состоянии, далеком от термодинамического равновесия.

Принципы самоорганизации открытых систем:

1. Принцип уровня развития

Уровень развития надсистемы выше, чем уровень развития составляющих ее систем. Каждому уровню иерархии систем можно сопоставить уровень развития системы. Уровень развития определяет уровень эффективности аккумуляции энергии системы.

2. Принцип эффективности аккумуляции энергии

Этот принцип объясняет мотивацию самоорганизации как объединение систем в надсистему. Повышение эффективности рассматривается как главный стимул развития систем. Отказ от этого принципа означает гибель системы.

3. Принцип устойчивости систем

Система относительно устойчива на каждом уровне, если ее эффективность отвечает достаточным условиям существования.

4. Принцип скачкообразного развития

Переход системы на новый более высокий уровень осуществляется скачком, т.е. за интервал времени, значительно меньший, чем интервал существования системы на уровне.

5. Принцип повышения уровня развития

Система стремится достичь уровня развития надсистемы. Каждый следующий уровень развития системы можно определить как уровень накопления дополнительной информации. Наличие знаний и умений, необходимых для перехода на новый уровень развития системы – главное препятствие в процесса самоорганизации.

Важна способность систем к накоплению знаний, необходимых для самоорганизации.

6. Принцип накопления информации

Система накапливает информацию, необходимую для достижения уровня развития надсистемы.

Энергетической эволюции системы предшествует информационная эволюция, которая должна обеспечить процесс развития системы.