ფუნდამენტური თეორიები. მეცნიერული თეორიის მაგალითები. ფუნდამენტური დინამიკური და სტატისტიკური თეორიების ურთიერთმიმართების შესახებ

კედელი მყარია და თუ წყალს მჟავაში ჩაასხამთ, ის ამოვარდება. მკვრივი სამყაროს ყველა ფიზიკური კანონი, ყველა სამეცნიერო თეორიებიადამიანის მიერ შექმნილ კონკრეტულ საქმეებში რეალიზებული. ადამიანებმა თავად შექმნეს სამყარო, რომელშიც ცხოვრობენ. გამთენიისას... ყოველ შემთხვევაში აბსოლუტური, ურყევი რწმენა, ცნობიერების გაფართოება და დიდი მოთმინებაა საჭირო. იესო ქრისტე საკუთარ თავზე მაგალითიაჩვენა ადამიანური პოტენციალი. მკვრივ სამყაროში ყოფნისას, მისი ფიზიკური სტრუქტურით ის არაფრით განსხვავდება ადამიანებისგან, გარდა ...

https://www.site/religion/13237

და ის ფაქტი, რომ ყველა ამ ეპოქაში არსებობდა ცოცხალი ორგანიზმების ერთი და იგივე ოჯახები. ანუ აღმოჩენა მაგალითიდინოზავრები, რომლებიც მუდმივად არსებობდნენ პროტეროზოურიდან კენოზოურამდე, კანოზოური ტრილობიტები, სილურული მამონტები, რიფეის არქეოპტერიქსები და ა.შ. მაგრამ ამას თავისი ფესვები და საფუძველი აქვს მონოთეისტურ რელიგიაში (გოლოვინი, 2001). თუმცა, სინამდვილეში, ევოლუციონიზმის აღიარება შესაძლებელია სამეცნიერო თეორიადა თანამედროვე კრეაციონიზმს არ შეუძლია, სულ მცირე, ორი მიზეზის გამო. ჯერ ერთი,...

https://www.html

მესამე ჰიპოთეზა უარყვეს და მეორე, ნახევრად კონსერვატიულმა მიიღო მოქალაქეობის უფლებები. ეს - ვიმეორებ, კლასიკური - მაგალითიგვიჩვენებს, თუ როგორ, ჭეშმარიტების რეალური ძიებაში, სხვადასხვა ჰიპოთეზა კეთილსინდისიერად განიხილება და ტესტირება ხდება. ნამდვილი მეცნიერი... და თუ ჩვენს დროში არსებობენ ადამიანები, რომლებიც „არღვევენ“ მოლეკულურ გენეტიკას, თეორიაფარდობითობა ან სხვა მტკიცედ დადგენილი და გამოცდილი სამეცნიერო თეორიები, მაშინ ესენი არიან ან გაუნათლებელი უმეცრები ან აშკარა შარლატანები. პირიქით, მთავარი ...

https://www.html

და აჩვენებს ადამიანის რეალურ როლს სამყაროში. წინამარქსისტული მატერიალისტური ფილოსოფია, რომელსაც არ ჰქონდა სამეცნიერო თეორიებისაზოგადოებამ, არსებითად ჩაფიქრებულმა, ადამიანი გამოაცხადა ბუნების ნაწილად და ბუნება შეადარა გიგანტურ მექანიზმს, სადაც ... გამოიყენება მოძრაობის რეაქტიული პრინციპი, რომლის მიხედვითაც ადამიანს შეუძლია გადალახოს მიწიერი გრავიტაცია. Თანამედროვე მეცნიერულად- ტექნიკური რევოლუცია აჩქარებს ადამიანის საქმიანობის კოსმიურ ფაქტორად გადაქცევას. საბუნებისმეტყველო მეცნიერებისა და ტექნოლოგიების აღმოჩენები...

https://www.html

... სამეცნიერო თეორიასამყარო. ეს თეორიასაბოლოოდ ჩამოყალიბდა მეოცე საუკუნის შუა წლებში. დინების საფუძველი თეორიებიდიდი აფეთქება გახდა თეორიაფარდობითობა ალბერტ აინშტაინის მიერ. სხვა თეორიებირეალობა, პრინციპში, ამის მხოლოდ განსაკუთრებული შემთხვევებია თეორიებიდა ამიტომ, როგორ თეორია... ფაქტები და მტკიცებულებები, მაგრამ მტკიცედ დადექით თქვენი მეცნიერების პოზიციებზე. საკმაოდ ფერადი მაგალითიმეცნიერების რელიგიად გადაქცევა... ახლა კი ვნახოთ, როგორი "ვეშაპები...

ფიზიკის ფორმირება (XVII საუკუნემდე).მიმდებარე სამყაროს ფიზიკურმა ფენომენებმა დიდი ხანია მიიპყრო ხალხის ყურადღება. ამ ფენომენების მიზეზობრივი ახსნის მცდელობები წინ უძღოდა ამ სიტყვის თანამედროვე გაგებით ფ. ბერძნულ-რომაულ სამყაროში (ჩვ. დადგინდა სტატიკა (ბერკეტის წესი), სწორხაზოვანი გავრცელების კანონი და სინათლის არეკვლის კანონი, ჩამოყალიბდა ჰიდროსტატიკის პრინციპები (არქიმედეს კანონი), დაფიქსირდა ელექტროენერგიის და მაგნეტიზმის უმარტივესი გამოვლინებები.

შეძენილი ცოდნის შედეგი IV საუკუნეში. ძვ.წ ე. შეაჯამა არისტოტელემ. არისტოტელეს ფიზიკა მოიცავდა გარკვეულ სწორ დებულებებს, მაგრამ ამავე დროს მას აკლდა მისი წინამორბედების მრავალი პროგრესული იდეა, კერძოდ ატომური ჰიპოთეზა. გამოცდილების მნიშვნელობის აღიარებით, არისტოტელემ ის არ მიიჩნია ცოდნის სანდოობის მთავარ კრიტერიუმად, ამჯობინა სპეკულაციური იდეები. შუა საუკუნეებში ეკლესიის მიერ წმინდანად შერაცხული არისტოტელეს სწავლებამ დიდი ხნის განმავლობაში შეანელა მეცნიერების განვითარება.

მეცნიერება აღორძინდა მხოლოდ მე-15 და მე-16 საუკუნეებში. არისტოტელეს სქოლასტიკური სწავლების წინააღმდეგ ბრძოლაში. მე-16 საუკუნის შუა ხანებში ნ.კოპერნიკმა წამოაყენა სამყაროს ჰელიოცენტრული სისტემა და საფუძველი ჩაუყარა საბუნებისმეტყველო მეცნიერების თეოლოგიისგან განთავისუფლებას. წარმოების საჭიროებებმა, ხელოსნობის განვითარებამ, ნავიგაციამ და არტილერიამ გამოიწვია გამოცდილების საფუძველზე სამეცნიერო კვლევა. თუმცა მე-15-16 სს. ექსპერიმენტული კვლევებიძირითადად შემთხვევითი იყო. მხოლოდ მე-17 საუკუნეში დაიწყო ექსპერიმენტული მეთოდის სისტემატური გამოყენება ფიზიკაში და ამან გამოიწვია პირველი ფუნდამენტური ფიზიკური თეორიის - ნიუტონის კლასიკური მექანიკის შექმნა.

ფიზიკის, როგორც მეცნიერების ჩამოყალიბება (მე-17 საუკუნის დასაწყისი - მე-18 სს.).

ფიზიკის, როგორც მეცნიერების განვითარება ამ სიტყვის თანამედროვე გაგებით დაიწყო გ.გალილეოს (XVII საუკუნის პირველი ნახევარი) ნაშრომებით, რომელმაც გააცნობიერა მოძრაობის მათემატიკური აღწერის აუცილებლობა. მან აჩვენა, რომ მიმდებარე სხეულების ზემოქმედება მოცემულ სხეულზე განსაზღვრავს არა სიჩქარეს, როგორც ეს იყო განხილული არისტოტელეს მექანიკაში, არამედ სხეულის აჩქარებას. ეს განცხადება იყო ინერციის კანონის პირველი ფორმულირება. გალილეომ აღმოაჩინა ფარდობითობის პრინციპი მექანიკაში (იხ. გალილეოს ფარდობითობის პრინციპი) , დაამტკიცა სხეულების თავისუფალი ვარდნის აჩქარების დამოუკიდებლობა მათ სიმკვრივესა და მასაზე, დაასაბუთა კოპერნიკის თეორია. მნიშვნელოვანი შედეგები მიიღო მის მიერ ფიზიკის სხვა სფეროებშიც.მაღალი გადიდების ტელესკოპი ააგო და მისი დახმარებით არაერთი ასტრონომიული აღმოჩენა გააკეთა (მთვარეზე მთები, იუპიტერის თანამგზავრები და სხვ.). თერმული ფენომენების რაოდენობრივი შესწავლა დაიწყო გალილების მიერ პირველი თერმომეტრის გამოგონების შემდეგ.

XVII საუკუნის I ნახევარში. დაიწყო გაზების წარმატებული შესწავლა. გალილეოს სტუდენტმა ე.ტორიჩელმა დაადგინა ატმოსფერული წნევის არსებობა და შექმნა პირველი ბარომეტრი. რ. ბოილმა და ე. მარიოტმა გამოიკვლიეს აირების ელასტიურობა და ჩამოაყალიბეს გაზის პირველი კანონი, რომელიც მათ სახელს ატარებს. ვ. სნელიუსმა და რ. დეკარტმა აღმოაჩინეს სინათლის გარდატეხის კანონი. პარალელურად შეიქმნა მიკროსკოპი. მნიშვნელოვანი წინგადადგმული ნაბიჯი მაგნიტური ფენომენების შესწავლაში XVII საუკუნის დასაწყისში გადაიდგა. ვ. გილბერტი. მან დაამტკიცა, რომ დედამიწა დიდი მაგნიტია და პირველი იყო, ვინც მკაცრად განასხვავა ელექტრული და მაგნიტური ფენომენები.

ფ.-ის მთავარი მიღწევა XVII ს. იყო კლასიკური მექანიკის შექმნა. გალილეოს, ჰ. ჰაიგენსის და სხვა წინამორბედების იდეების შემუშავებით, ი. ნიუტონმა თავის ნაშრომში „ბუნების ფილოსოფიის მათემატიკური პრინციპები“ (1687) ჩამოაყალიბა ამ მეცნიერების ყველა ძირითადი კანონი (იხ. ნიუტონის მექანიკის კანონები) . კლასიკური მექანიკის აგების დროს პირველად განხორციელდა მეცნიერული თეორიის იდეალი, რომელიც დღემდე არსებობს. ნიუტონის მექანიკის მოსვლასთან ერთად საბოლოოდ გაირკვა, რომ მეცნიერების ამოცანაა ბუნების ყველაზე ზოგადი რაოდენობრივად ჩამოყალიბებული კანონების პოვნა.

ნიუტონის მექანიკამ მიაღწია უდიდეს წარმატებას ციური სხეულების მოძრაობის ახსნაში. ი.კეპლერის მიერ ტ.ბრაჰეს დაკვირვების საფუძველზე დადგენილ პლანეტების მოძრაობის კანონებზე დაყრდნობით ნიუტონმა აღმოაჩინა უნივერსალური მიზიდულობის კანონი (იხ. ნიუტონის მიზიდულობის კანონი) . FROMამ კანონის გამოყენებით შესაძლებელი გახდა შესანიშნავი სიზუსტით გამოეთვალა მთვარის, პლანეტების და მზის სისტემის კომეტების მოძრაობა, ოკეანეში მოქცევის ახსნა. ნიუტონი იცავდა გრძელვადიანი მოქმედების კონცეფციას, რომლის მიხედვითაც სხეულების (ნაწილაკების) ურთიერთქმედება მყისიერად უშუალოდ სიცარიელის მეშვეობით ხდება; ურთიერთქმედების ძალები ექსპერიმენტულად უნდა განისაზღვროს. ის იყო პირველი, ვინც ნათლად ჩამოაყალიბა კლასიკური იდეები აბსოლუტური სივრცის შესახებ, როგორც მატერიის კონტეინერის შესახებ, დამოუკიდებელი მისი თვისებებისა და მოძრაობისა და აბსოლუტური თანაბრად მიმდინარე დროისა. ფარდობითობის თეორიის შექმნამდე ამ იდეებს არანაირი ცვლილება არ განუცდიათ.

ფ-ს განვითარებისთვის დიდი მნიშვნელობა ჰქონდა ლ.გალვანის და ა.ვოლტის ელექტრული დენის აღმოჩენას. მძლავრი პირდაპირი დენის წყაროების - გალვანური ბატარეების შექმნამ შესაძლებელი გახადა დენის მრავალფეროვანი ეფექტის აღმოჩენა და შესწავლა. გამოიკვლია დინების ქიმიური ეფექტი (გ. დეივი, მ. ფარადეი). VV პეტროვმა მიიღო ელექტრული რკალი. H.K. Oersted (1820) აღმოჩენამ ელექტრული დენის მოქმედების მაგნიტურ ნემსზე დაამტკიცა კავშირი ელექტროენერგიასა და მაგნიტიზმს შორის. ელექტრული და მაგნიტური ფენომენების ერთიანობიდან გამომდინარე, ა. ამპერი მივიდა დასკვნამდე, რომ ყველა მაგნიტური ფენომენი გამოწვეულია მოძრავი დამუხტული ნაწილაკებით - ელექტრო შოკი. ამის შემდეგ ამპერმა ექსპერიმენტულად დაადგინა კანონი, რომელიც განსაზღვრავს ელექტრული დენების ურთიერთქმედების სიძლიერეს (ამპერის კანონი). .

1831 წელს ფარადეიმ აღმოაჩინა ელექტრომაგნიტური ინდუქციის ფენომენი (იხ. ელექტრომაგნიტური ინდუქცია) . ამ ფენომენის ახსნის მცდელობებმა გრძელვადიანი მოქმედების კონცეფციის დახმარებით მნიშვნელოვანი სირთულეები წააწყდა. ფარადეიმ წამოაყენა ჰიპოთეზა (ელექტრომაგნიტური ინდუქციის აღმოჩენამდეც კი), რომლის მიხედვითაც ელექტრომაგნიტური ურთიერთქმედება ხორციელდება შუალედური აგენტის - ელექტრომაგნიტური ველის მეშვეობით (მოკლე დიაპაზონის ურთიერთქმედების კონცეფცია). ეს იყო ახალი მეცნიერების ფორმირების დასაწყისი მატერიის განსაკუთრებული ფორმის - ელექტრომაგნიტური ველის თვისებებისა და ქცევის კანონების შესახებ.

ჯერ კიდევ ამ კანონის აღმოჩენამდე ს.კარნო თავის ნაშრომში „Reflections on მამოძრავებელი ძალაცეცხლი და მანქანების შესახებ, რომელთაც შეუძლიათ განავითარონ ეს ძალა "(1824) მიიღო შედეგები, რომლებიც საფუძვლად დაედო სითბოს თეორიის კიდევ ერთ ფუნდამენტურ კანონს - თერმოდინამიკის მეორე კანონის. ეს კანონი ჩამოყალიბდა რ. კლაუსიუსის (1850) ნაშრომებში. და W. Thomson (1851). ის არის ექსპერიმენტული მონაცემების განზოგადება, რომელიც მიუთითებს ბუნებაში თერმული პროცესების შეუქცევადობაზე და განსაზღვრავს შესაძლო ენერგეტიკული პროცესების მიმართულებას. თერმოდინამიკის აგებაში მნიშვნელოვანი როლი ითამაშა J.L. Gay-ის კვლევებმა. ლუსაკი, რომლის საფუძველზეც ბ. კლაპეირონმა იპოვა იდეალური გაზის მდგომარეობის განტოლება, განზოგადებული შემდგომ D.I. მენდელეევში.

თერმოდინამიკის განვითარებასთან ერთად შემუშავდა თერმული პროცესების მოლეკულურ-კინეტიკური თეორია. ამან შესაძლებელი გახადა თერმული პროცესების ჩართვა სამყაროს მექანიკური სურათის ფარგლებში და განაპირობა ახალი ტიპის კანონების აღმოჩენა - სტატისტიკური, რომელშიც ფიზიკურ რაოდენობებს შორის ყველა კავშირი ალბათური ხასიათისაა.

უმარტივესი საშუალების - აირის კინეტიკური თეორიის შემუშავების პირველ ეტაპზე - ჯოულმა, კლაუსიუსმა და სხვებმა გამოთვალეს სხვადასხვა საშუალო მნიშვნელობები. ფიზიკური რაოდენობით: მოლეკულების სიჩქარე, მათი შეჯახების რაოდენობა წამში, საშუალო თავისუფალი ბილიკები და ა.შ. მიღებული იქნა აირის წნევის დამოკიდებულება მოლეკულების რაოდენობაზე მოცულობის ერთეულზე და მოლეკულების მთარგმნელობითი მოძრაობის საშუალო კინეტიკურ ენერგიაზე. ამან შესაძლებელი გახადა ტემპერატურის ფიზიკური მნიშვნელობის გამოვლენა, როგორც მოლეკულების საშუალო კინეტიკური ენერგიის საზომი.

მოლეკულური კინეტიკური თეორიის განვითარების მეორე ეტაპი დაიწყო J.C. Maxwell-ის მუშაობით. 1859 წელს, როდესაც ფიზიკაში პირველად შემოიტანა ალბათობის ცნება, მან აღმოაჩინა მოლეკულების განაწილების კანონი სიჩქარეების მიმართ (იხ. მაქსველის განაწილება) . ამის შემდეგ, მოლეკულურ-კინეტიკური თეორიის შესაძლებლობები საგრძნობლად გაფართოვდა. დამოგვიანებით გამოიწვია სტატისტიკური მექანიკის შექმნა. ლ. ბოლცმანმა ააგო აირების კინეტიკური თეორია და მისცა თერმოდინამიკის კანონების სტატისტიკური დასაბუთება. მთავარი პრობლემა, რომლის გადაჭრაც ბოლცმანმა დიდწილად მოახერხა, იყო ცალკეული მოლეკულების მოძრაობის დროში შექცევადი ბუნების შეჯერება მაკროსკოპული პროცესების აშკარა შეუქცევადობასთან. სისტემის თერმოდინამიკური წონასწორობა, ბოლცმანის მიხედვით, შეესაბამება მოცემული მდგომარეობის მაქსიმალურ ალბათობას. პროცესების შეუქცევადობა დაკავშირებულია სისტემების მიდრეკილებასთან ყველაზე სავარაუდო მდგომარეობისკენ. დიდი მნიშვნელობა ჰქონდა მის მიერ დამტკიცებულ თეორემას საშუალო კინეტიკური ენერგიის ერთგვაროვან განაწილებაზე თავისუფლების ხარისხებზე.

კლასიკური სტატისტიკური მექანიკა დასრულდა JW Gibbs-ის (1902) ნაშრომებში, რომელმაც შექმნა მეთოდი თერმოდინამიკური წონასწორობის პირობებში ნებისმიერი სისტემისთვის (არა მხოლოდ გაზებისთვის) განაწილების ფუნქციების გამოსათვლელად. სტატისტიკურმა მექანიკამ საყოველთაო აღიარება მე-20 საუკუნეში მიიღო. ა.აინშტაინის და მ.სმოლუჩოვსკის (1905–06) შექმნის შემდეგ ბრაუნის მოძრაობის რაოდენობრივი თეორიის მოლეკულური კინეტიკური თეორიის საფუძველზე, დადასტურებული J.B. Perrin-ის ექსპერიმენტებში.

XIX საუკუნის II ნახევარში. ხანგრძლივი პროცესიელექტრომაგნიტური ფენომენების შესწავლა დაასრულა მაქსველმა. თავის მთავარ ნაშრომში "ტრაქტატი ელექტროენერგიისა და მაგნიტიზმის შესახებ" (1873) მან დაადგინა განტოლებები ელექტრომაგნიტური ველისთვის (მისი სახელით), რამაც ახსნა იმ დროისთვის ცნობილი ყველა ფაქტი ერთიანი თვალსაზრისით და შესაძლებელი გახადა ახლის პროგნოზირება. ფენომენებს. მაქსველმა განმარტა ელექტრომაგნიტური ინდუქცია, როგორც მორევის ელექტრული ველის წარმოქმნის პროცესი მონაცვლეობით მაგნიტური ველით. ამის შემდეგ მან იწინასწარმეტყველა საპირისპირო ეფექტი - მაგნიტური ველის წარმოქმნა ალტერნატიული ელექტრული ველით (იხ. გადაადგილების დენი) . მაქსველის თეორიის ყველაზე მნიშვნელოვანი შედეგი იყო დასკვნა ელექტრომაგნიტური ურთიერთქმედების გავრცელების სიჩქარის სასრულობის შესახებ, სინათლის სიჩქარის ტოლი. ელექტრომაგნიტური ტალღების ექსპერიმენტულმა აღმოჩენამ G. R. Hertz (1886–89) დაადასტურა ამ დასკვნის მართებულობა. მაქსველის თეორიიდან გამომდინარეობდა, რომ სინათლეს აქვს ელექტრომაგნიტური ბუნება. ამრიგად, ოპტიკა გახდა ელექტროდინამიკის ერთ-ერთი ფილიალი. მე-19 საუკუნის ბოლოს. პ.ნ.ლებედევმა ექსპერიმენტულად აღმოაჩინა და გაზომა მაქსველის თეორიით ნაწინასწარმეტყველები სინათლის წნევა, ხოლო ა.

გამოცდილებამ აჩვენა, რომ გალილეოს მიერ ჩამოყალიბებული ფარდობითობის პრინციპი, რომლის მიხედვითაც მექანიკური მოვლენები ერთნაირად მიმდინარეობს ყველა ინერციულ საცნობარო სისტემაში, ასევე მოქმედებს ელექტრომაგნიტურ ფენომენებზე. მაშასადამე, მაქსველის განტოლებებმა არ უნდა შეიცვალოს ფორმა (უნდა იყოს ინვარიანტული) ერთი ინერციული მიმართვის ჩარჩოდან მეორეზე გადასვლისას. თუმცა, აღმოჩნდა, რომ ეს მართალია მხოლოდ იმ შემთხვევაში, თუ ასეთი გადასვლისას კოორდინატებისა და დროის გარდაქმნები განსხვავდება გალილეის გარდაქმნებისაგან, რომლებიც მოქმედებს ნიუტონის მექანიკაში. ლორენცმა იპოვა ეს გარდაქმნები (ლორენცის გარდაქმნები) , მაგრამ ვერ მისცეს მათ სწორი ინტერპრეტაცია. ეს გააკეთა აინშტაინმა ფარდობითობის პირად თეორიაში.

ფარდობითობის კერძო თეორიის აღმოჩენამ აჩვენა სამყაროს მექანიკური სურათის შეზღუდვები. ელექტრომაგნიტური პროცესების მექანიკურ პროცესებამდე გადაყვანის მცდელობები ჰიპოთეტურ გარემოში - ეთერი აღმოჩნდა გაუმართლებელი. გაირკვა, რომ ელექტრომაგნიტური ველი არის მატერიის განსაკუთრებული ფორმა, რომლის ქცევა არ ემორჩილება მექანიკის კანონებს.

1916 წელს აინშტაინმა ააშენა ფარდობითობის ზოგადი თეორია - სივრცის, დროისა და გრავიტაციის ფიზიკური თეორია. ამ თეორიამ აღნიშნა გრავიტაციის თეორიის განვითარების ახალი ეტაპი.

XIX-XX საუკუნეების მიჯნაზე, ფარდობითობის სპეციალური თეორიის შექმნამდეც კი, საფუძველი ჩაეყარა უდიდეს რევოლუციას ფიზიკის დარგში, რომელიც დაკავშირებულია კვანტური თეორიის გაჩენასა და განვითარებასთან.

მე-19 საუკუნის ბოლოს აღმოჩნდა, რომ თერმული გამოსხივების ენერგიის განაწილება სპექტრზე, რომელიც მიღებულია კლასიკური სტატისტიკური ფიზიკის კანონიდან ენერგიის ერთგვაროვანი განაწილების შესახებ თავისუფლების ხარისხებზე, ეწინააღმდეგება ექსპერიმენტს. ეს გამომდინარეობდა თეორიიდან, რომ მატერიამ უნდა გამოასხივოს ელექტრომაგნიტური ტალღები ნებისმიერ ტემპერატურაზე, დაკარგოს ენერგია და გაცივდეს აბსოლუტურ ნულამდე, ანუ თერმული წონასწორობა მატერიასა და გამოსხივებას შორის შეუძლებელია. თუმცა ყოველდღიური გამოცდილება ამ დასკვნას ეწინააღმდეგებოდა. გამოსავალი 1900 წელს იპოვა მ. პლანკმა, რომელმაც აჩვენა, რომ თეორიის შედეგები შეესაბამება გამოცდილებას, თუ კლასიკური ელექტროდინამიკის საწინააღმდეგოდ ვივარაუდებთ, რომ ატომები ელექტრომაგნიტურ ენერგიას ასხივებენ არა განუწყვეტლივ, არამედ ცალკეულ ნაწილებად - კვანტებს. თითოეული ასეთი კვანტის ენერგია პირდაპირპროპორციულია სიხშირის, ხოლო პროპორციულობის კოეფიციენტი არის მოქმედების კვანტი. თ= 6,6×10 -27 ერგ× წამი,მოგვიანებით ცნობილი როგორც პლანკის მუდმივი.

1905 წელს აინშტაინმა გააფართოვა პლანკის ჰიპოთეზა იმ ვარაუდით, რომ ელექტრომაგნიტური ენერგიის გამოსხივებული ნაწილი ასევე ვრცელდება და შეიწოვება მხოლოდ მთლიანობაში, ე.ი. იქცევა როგორც ნაწილაკი (მოგვიანებით მას ფოტონი ეწოდა) . ამ ჰიპოთეზის საფუძველზე აინშტაინმა ახსნა ფოტოელექტრული ეფექტის კანონები, რომლებიც არ ჯდება კლასიკური ელექტროდინამიკის ჩარჩოებში.

ამრიგად, სინათლის კორპუსკულური თეორია ახალ ხარისხობრივ დონეზე აღდგა. სინათლე იქცევა ნაწილაკების (კორპუსკულების) ნაკადად; თუმცა, ამავდროულად, მას ასევე აქვს ტალღური თვისებები, რომლებიც ვლინდება, კერძოდ, სინათლის დიფრაქციაში და ჩარევაში. შესაბამისად, ტალღური და კორპუსკულური თვისებები, რომლებიც შეუთავსებელია კლასიკური ფიზიკის თვალსაზრისით, ერთნაირად თანდაყოლილია სინათლისთვის (სინათლის დუალიზმი). რადიაციის „კვანტიზაციამ“ მიგვიყვანა დასკვნამდე, რომ ატომშიდა მოძრაობების ენერგია ასევე შეიძლება შეიცვალოს მხოლოდ ეტაპობრივად. ეს დასკვნა გააკეთა ნ.ბორმა 1913 წელს.

1926 წელს შრედინგერმა, რომელიც ცდილობდა ტალღის ტიპის განტოლებიდან მიეღო ატომის ენერგიის დისკრეტული მნიშვნელობები, ჩამოაყალიბა კვანტური მექანიკის ძირითადი განტოლება, რომელსაც მისი სახელი ეწოდა. W. Heisenberg და Born (1925) ააგეს კვანტური მექანიკა სხვა მათემატიკური ფორმით - ე.წ. მატრიცის მექანიკა.

პაულის პრინციპის მიხედვით, ლითონის თავისუფალი ელექტრონების მთელი სიმრავლის ენერგია, თუნდაც აბსოლუტურ ნულზე, არ არის ნულოვანი. აუღელვებელ მდგომარეობაში, ყველა ენერგეტიკული დონე, დაწყებული ნულიდან და დამთავრებული რაღაც მაქსიმალური დონით (ფერმის დონე), დაკავებულია ელექტრონებით. ამ სურათმა საშუალება მისცა სომერფელდს აეხსნა ელექტრონების მცირე წვლილი ლითონების თბოუნარიანობაში: როდესაც თბება, მხოლოდ ფერმის დონის მახლობლად მდებარე ელექტრონები აღელვება.

კვანტური ელექტროდინამიკის F. Bloch, H. A. Bethe და L. Neel Ginzburg-ის ნაშრომებში. ატომის ბირთვის სტრუქტურის უშუალო შესწავლის პირველი მცდელობები თარიღდება 1919 წლით, როდესაც რეზერფორდმა, სტაბილური აზოტის ბირთვების a-ნაწილაკებით დაბომბვით, მიაღწია მათ ხელოვნურ ტრანსფორმაციას ჟანგბადის ბირთვებად. 1932 წელს ჯ. ჩადვიკის მიერ ნეიტრონის აღმოჩენამ განაპირობა ბირთვის თანამედროვე პროტონ-ნეიტრონის მოდელის შექმნა (დ.დ. ივანენკო, ჰაიზენბერგი). 1934 წელს მეუღლეებმა I. და F. Joliot-Curie-მ აღმოაჩინეს ხელოვნური რადიოაქტიურობა.

დამუხტული ნაწილაკების ამაჩქარებლების შექმნამ შესაძლებელი გახადა სხვადასხვა ბირთვული რეაქციების შესწავლა. ფიზიკის ამ ეტაპის ყველაზე მნიშვნელოვანი შედეგი იყო ბირთვული დაშლის აღმოჩენა.

1939–45 წლებში პირველად გამოიცა ბირთვული ენერგია 235 U დაშლის ჯაჭვური რეაქციის გამოყენებით და შეიქმნა ატომური ბომბი. კონტროლირებადი ბირთვული დაშლის რეაქციის 235 U მშვიდობიანი, სამრეწველო მიზნებისთვის გამოყენების დამსახურება ეკუთვნის სსრკ-ს. 1954 წელს სსრკ-ში (ქალაქი ობნინსკი) აშენდა პირველი ატომური ელექტროსადგური. მოგვიანებით ბევრ ქვეყანაში დაარსდა ეკონომიური ატომური ელექტროსადგურები.

აღმოაჩინეს ნეიტრინო და მრავალი ახალი ელემენტარული ნაწილაკი, მათ შორის უკიდურესად არასტაბილური ნაწილაკები - რეზონანსები, რომელთა სიცოცხლის საშუალო ხანგრძლივობა მხოლოდ 10 -22 -10 -24 წმ. . ელემენტარული ნაწილაკების აღმოჩენილმა უნივერსალურმა ურთიერთკონვერტირებამ მიუთითა, რომ ეს ნაწილაკები არ არიან ელემენტარული ამ სიტყვის აბსოლუტური გაგებით, მაგრამ აქვთ რთული შინაგანი სტრუქტურა, რომელიც ჯერ კიდევ არ არის აღმოჩენილი. ელემენტარული ნაწილაკების თეორია და მათი ურთიერთქმედება (ძლიერი, ელექტრომაგნიტური და სუსტი) არის კვანტური ველის თეორიის საგანი - თეორია, რომელიც ჯერ კიდევ შორს არის დასრულებამდე.

წაიკითხეთ ტექსტი და შეასრულეთ დავალებები 21-24.

<...>მეცნიერება არის ადამიანური საქმიანობის ისტორიულად ჩამოყალიბებული ფორმა, რომელიც მიმართულია ობიექტური რეალობის შემეცნებასა და ტრანსფორმაციაზე, ასეთი სულიერი წარმოების შედეგად, რომელიც იწვევს მიზანმიმართულად შერჩეულ და სისტემატიზებულ ფაქტებს, ლოგიკურად დამოწმებულ ჰიპოთეზებს, თეორიების განზოგადებას, ფუნდამენტურ და კონკრეტულ კანონებს, აგრეთვე კვლევის მეთოდებს.

მეცნიერება არის როგორც ცოდნის სისტემა, ასევე მათი სულიერი წარმოება და მათზე დაფუძნებული პრაქტიკული საქმიანობა.

ნებისმიერი სამეცნიერო ცოდნისთვის აუცილებელია იმის არსებობა, თუ რა არის შესწავლილი და როგორ ხდება მისი შესწავლა. პასუხი კითხვაზე, თუ რა იკვლევს, ცხადყოფს მეცნიერების საგნის ბუნებას, ხოლო კითხვაზე, თუ როგორ ტარდება კვლევა – კვლევის მეთოდს.

რეალობის და სოციალური პრაქტიკის თვისობრივმა მრავალფეროვნებამ განსაზღვრა ადამიანის აზროვნების მრავალმხრივი ბუნება, მეცნიერული ცოდნის სხვადასხვა სფერო. თანამედროვე მეცნიერება- ინდივიდუალური სამეცნიერო ფილიალების უკიდურესად განშტოებული ნაკრები. მეცნიერების საგანი არ არის მხოლოდ სამყარო ადამიანის გარეთ, სხვადასხვა ფორმებიდა არსებათა მოძრაობის ტიპები, არამედ მათი ასახვა ცნობიერებაში, ე.ი. თავად კაცი. საგნის მიხედვით მეცნიერებები იყოფა ბუნებრივ-ტექნიკურად, რომლებიც სწავლობენ ბუნების კანონებს და მისი განვითარებისა და ტრანსფორმაციის მეთოდებს, და სოციალურად, სწავლობენ სხვადასხვა სოციალურ ფენომენებს და მათი განვითარების კანონებს, აგრეთვე თავად ადამიანს, როგორც სოციალურ არსებას. (ჰუმანიტარული ციკლი). სოციალურ მეცნიერებებს შორის განსაკუთრებული ადგილი უჭირავს ფილოსოფიური დისციპლინების კომპლექსს, რომელიც ყველაზე მეტად სწავლობს. ზოგადი კანონებიგანვითარება და ბუნება, საზოგადოება და აზროვნება.

მეცნიერების საგანი გავლენას ახდენს მის მეთოდებზე, ე.ი. ტექნიკა, ობიექტური კვლევის მეთოდები. დიახ, შიგნით ნატურალური მეცნიერებაკვლევის ერთ-ერთი მთავარი მეთოდი ექსპერიმენტია, სოციალურ მეცნიერებებში კი - სტატისტიკა. ამავე დროს, მეცნიერებებს შორის საზღვრები საკმაოდ პირობითია. მეცნიერული ცოდნის განვითარების ამჟამინდელი ეტაპი ხასიათდება არა მხოლოდ მონათესავე დისციპლინების (მაგალითად, ბიოფიზიკა) გაჩენით, არამედ სამეცნიერო მეთოდოლოგიების ურთიერთგამდიდრებით. ზოგადი სამეცნიერო ლოგიკური მეთოდებია ინდუქცია, დედუქცია, ანალიზი, სინთეზი, ასევე სისტემატური და ალბათური მიდგომები და მრავალი სხვა. თითოეულ მეცნიერებას აქვს განსხვავებული ემპირიული დონე, ე.ი. დაგროვილი ფაქტობრივი მასალა - დაკვირვებისა და ექსპერიმენტების შედეგები და თეორიული დონე, ე.ი. შესაბამისი თეორიებით, კანონებითა და პრინციპებით გამოხატული ემპირიული მასალის განზოგადება; მტკიცებულებებზე დაფუძნებული მეცნიერული ვარაუდები, ჰიპოთეზები, რომლებიც საჭიროებენ შემდგომ შემოწმებას გამოცდილებით. ცალკეული მეცნიერებების თეორიული დონეები ერწყმის ღია პრინციპებისა და კანონების ზოგად თეორიულ, ფილოსოფიურ ახსნას, ზოგადად მეცნიერული ცოდნის მსოფლმხედველობის და მეთოდოლოგიური ასპექტების ფორმირებას.<...>

(Spirkin A.G.)

ფუნდამენტური ფიზიკური თეორიები და მათი როლი ფიზიკის მეთოდოლოგიური საკითხების შესწავლაში

თანამედროვე ფიზიკა არის ცოდნის უკიდურესად განშტოებული ფილიალი. გარკვეული კრიტერიუმებიდან გამომდინარე, იგი იყოფა რამდენიმე დისციპლინად ან განყოფილებად. ამრიგად, შესწავლის ობიექტების მიხედვით, ფიზიკა იყოფა ელემენტარული ნაწილაკების ფიზიკად, ატომის ბირთვი, ატომური ფიზიკა, მოლეკულური ფიზიკა, მყარი, სითხეები და აირების ფიზიკა, პლაზმის ფიზიკა და კოსმოსური სხეულების ფიზიკა.

მეორე მხრივ, ფიზიკის დაყოფა შეიძლება მოხდეს შესწავლილი პროცესების ან მატერიის მოძრაობის ფორმების მიხედვით: მექანიკური მოძრაობა; თერმული მოძრაობა; ელექტრომაგნიტური პროცესები; გრავიტაციული მოვლენები; ძლიერი და სუსტი ურთიერთქმედებით გამოწვეული პროცესები. პროცესების უმეტესობა განიხილება სხვადასხვა დონეზე - მაკრო და მიკროსკოპული.

არსებობს კავშირი ფიზიკის ორივე განყოფილებას შორის, ვინაიდან კვლევის ობიექტის შერჩევა წინასწარ განსაზღვრავს შესასწავლი პროცესების ბუნებას და გამოყენებული შაბლონების ბუნებას. მაგალითად, ატომურ ფიზიკაში მთავარ როლს ასრულებს მექანიკის კანონები (კვანტური მექანიკა) და ელექტრომაგნიტური ურთიერთქმედების კანონები.

ფიზიკის დაყოფა შესასწავლი პროცესების მიხედვით ნათლად გვიჩვენებს, რომ თანამედროვე ფიზიკაში საქმე გვაქვს არა მრავალი ურთიერთდაკავშირებული ან თითქმის შეუსაბამო კანონის განსხვავებულ სიმრავლესთან, არამედ რამდენიმე ფუნდამენტურ კანონთან ან ფუნდამენტურ ფიზიკურ თეორიასთან, რომელიც მოიცავს ფენომენების უზარმაზარ სფეროებს. ეს თეორიები ასახავს ბუნებაში არსებულ ობიექტურ პროცესებს ყველაზე სრული და ზოგადი ფორმით.

ფუნდამენტურ ფიზიკურ თეორიებში, ბუნების კანონების შესახებ ჩვენი ცოდნა ისეთი განზოგადებული სახით ჩნდება, რომ ამ თეორიების გარკვეული ასპექტები ფილოსოფიურ ხასიათს იძენს. უდავო გვეჩვენება, რომ ფიზიკაში მეთოდოლოგიური საკითხების შესწავლისას მიზანშეწონილია, უპირველეს ყოვლისა, დავეყრდნოთ ფუნდამენტური ფიზიკური თეორიების ანალიზს. კერძოდ, ფიზიკაში დინამიურ და სტატისტიკურ კანონზომიერებებს შორის ურთიერთობის გაანალიზებისას, პირველ რიგში, ყურადღება უნდა მიექცეს დინამიური და სტატისტიკური ხასიათის ფუნდამენტურ თეორიებს. აქ მაშინვე ვლინდება როგორც საერთო, რაც თანდაყოლილი ორივე თეორიაში, ასევე მათ შორის მთავარი განსხვავება. ეს საშუალებას გაძლევთ თავიდან აიცილოთ საეჭვო ან გაუმართლებელი განცხადებები პრობლემის შესწავლის დასაწყისშივე, ფოკუსირება მოახდინოთ მთავარზე და არ დაიბნეთ დეტალებში.

ფუნდამენტური ფიზიკური თეორიების შერჩევა თანამედროვე ფიზიკაში საკმაოდ ცალსახაა და ძნელად შეიძლება გამოიწვიოს სერიოზული უთანხმოება. ეს განსხვავება საკმაოდ მკაფიოა, მაგალითად, თეორიული ფიზიკის კურსში L.D. Landau და E. M. Lifshitz და სხვა კურსებში.

დინამიური ტიპის ფუნდამენტური თეორიებია: ნიუტონის კლასიკური მექანიკა, უწყვეტი მექანიკა, თერმოდინამიკა, მაქსველის მაკროსკოპული ელექტროდინამიკა და გრავიტაციის თეორია. კლასიკური რელატივისტური (არაკვანტური) მექანიკა ასევე ფუნდამენტური თეორიაა, მაგრამ ჩვენთვის საინტერესო სტრუქტურა-ფუნდამენტურ თეორიებში და მდგომარეობის კონცეფციის როლში, ის ძალიან ცოტა განსხვავდება ნიუტონის მექანიკისგან.

სტატისტიკურ თეორიებს მიეკუთვნება: კლასიკური სტატისტიკური მექანიკა (ან უფრო ზოგადად - სტატისტიკური ფიზიკა), კვანტური მექანიკა, კვანტური სტატისტიკა, კვანტური ელექტროდინამიკა და სხვა დარგების რელატივისტური კვანტური თეორიები.

აღსანიშნავია საერთოობის არსებობა ყველა ფუნდამენტური ფიზიკური თეორიის სტრუქტურაში გამონაკლისის გარეშე. ამ გარემოებას, როგორც ვიცით, სათანადო ყურადღება არ მიუქცევია ფილოსოფიურ ლიტერატურაში. ფუნდამენტური თეორიების საერთოობა, უპირველეს ყოვლისა, გამოიხატება იმაში, რომ ყველა მათგანი შემოაქვს როგორც ძირითად კონცეფციას - კონცეფციას. ფიზიკური სისტემის მდგომარეობა.სწორედ ფუნდამენტურ თეორიებში იძენს მკაცრ დარწმუნებას და სწორედ ფუნდამენტური თეორიები ავლენენ ამ კონცეფციის ზოგად მნიშვნელობას.

მდგომარეობის ცნების აღმოჩენა ნიუტონის მექანიკაში

სახელმწიფოს ცნება ფიზიკაში პირველად ნათლად გამოიკვეთა კლასიკური მექანიკის მშენებლობაში. ეს ძალიან ექსპრესიულად არის ხაზგასმული ე.ვიგნერის ლექციაში, რომელიც წაიკითხა მის მიერ 1964 წელს პრეზენტაციის დროს. ნობელის პრემია. ფიზიკის კანონები, ამბობს ვიგნერი, „განსაზღვრავს მასში შესწავლილი ობიექტების ქცევას მხოლოდ გარკვეულ საკმაოდ განსაზღვრულ პირობებში, მაგრამ სხვა პირობებში ისინი დიდ თვითნებობას ტოვებენ. ქცევის იმ ელემენტებს, რომლებიც არ არის განსაზღვრული ბუნების კანონებით, საწყისი პირობები ეწოდება. ეს უკანასკნელი, ბუნების კანონებთან ერთად, განსაზღვრავს ობიექტის ქცევას, რამდენადაც ეს ზოგადად შესაძლებელია. და შემდგომ: „ნიუტონის ეპოქის საოცარი აღმოჩენა იყო სწორედ ბუნების კანონების მკაფიო გამიჯვნა საწყისი პირობებისგან. პირველი წარმოუდგენლად ზუსტია, ხოლო მეორე ჩვენ, ფაქტობრივად, არაფერი ვიცით.

საწყისი პირობები არ ექვემდებარება გარკვეულ კანონზომიერებებს, მათ შორის არანაირი კავშირი არ არსებობს, ანუ ისინი შეიძლება იყოს თვითნებური, რამდენადაც სისტემას გარედან დაწესებული კავშირები საშუალებას აძლევს. შეიძლება ითქვას, რომ საწყისი პირობების მნიშვნელობები დამოკიდებულია წინაზე. სისტემის ევოლუცია, რომელიც სამყაროს ნაწილია. ამა თუ იმ პრობლემის გადასაჭრელად ისინი უნდა განისაზღვროს ექსპერიმენტულად ან მიცემული იყოს გარკვეული მოსაზრებების დახმარებით, რომლებიც ითვალისწინებენ განსახილველი პრობლემის ფორმულირების რეალურ გარემოებებს.

კლასიკურ ნიუტონის მექანიკაში - მატერიალური წერტილების (ნაწილაკების) სისტემის მექანიკა - საწყისი პირობები მოცემულია კოორდინატების სიმრავლით. რ იდა იმპულსები რმე, (ან სიჩქარეები v i) ყველა ნაწილაკისგან. ამ სიდიდეებს შეუძლიათ მიიღონ თვითნებური მნიშვნელობები: ნებისმიერი ნაწილაკების პოზიცია და იმპულსი არ არის დამოკიდებული ყველა სხვა ნაწილაკების პოზიციებზე და იმპულსზე.

საწყისი პირობები მოძრაობის კანონთან ერთად (ნიუტონის მეორე კანონი) მთლიანად განსაზღვრავს კლასიკურ მექანიკაში განხილული ობიექტების ქცევას. ეს გარემოება გადამწყვეტია ყველა ნაწილაკების კოორდინატებისა და მომენტების სიმრავლე განიხილება, როგორც სისტემის მდგომარეობის მახასიათებელი.მოძრაობის განტოლებები ცალსახად აღწერს ამ მდგომარეობის ევოლუციას. ისინი განსაზღვრავენ ნაწილაკების აჩქარებას ძალების მიხედვით. ძალები არის ნაწილაკებს შორის მანძილისა და მათი ფარდობითი სიჩქარის ერთმნიშვნელოვანი ფუნქციები.

კოორდინატები და იმპულსები (ან სიჩქარეები) არის ძირითადი ფიზიკური სიდიდეები ნიუტონის მექანიკაში, რადგან ისინი განსაზღვრავენ სისტემის მდგომარეობას. გარდა ამისა, მექანიკისთვის საინტერესო ყველა სხვა მექანიკური სიდიდე (დაკვირვებადი) (ენერგია, კუთხური იმპულსი, მოქმედება და ა.შ.) გამოიხატება კოორდინატებისა და მომენტების ფუნქციებად.

ფუნდამენტური ფიზიკური თეორიების ზოგადი სტრუქტურა

ნიუტონის მექანიკის ზოგადი სტრუქტურული ელემენტები შეიძლება ჩაითვალოს შემდეგნაირად სამი ელემენტი: ფიზიკური სიდიდეების ერთობლიობა (დაკვირვებადი), რომელთა დახმარებით აღწერილია ამ თეორიის ობიექტები; სისტემური მდგომარეობების დახასიათება; მოძრაობის განტოლებები, რომლებიც აღწერს მდგომარეობის ევოლუციას.

მექანიკაში ამ ძირითადი ელემენტების გამოყოფის შემდეგ, მომავალში დავრწმუნდებით, რომ ყველა ფუნდამენტურ ფიზიკურ თეორიას აქვს იგივე სტრუქტურა. ყველაზე ზოგადი თვალსაზრისით, ისინი აგებულია იმავე გზით.

ფუნდამენტური ფიზიკური თეორიის ცენტრალური ელემენტია სახელმწიფოს ცნება. სახელმწიფოს ცნების ჩამოყალიბების მთავარი და განმსაზღვრელი ფაქტორი შემდეგია: საწყისი მდგომარეობა ცალსახად განსაზღვრავსსაბოლოო მდგომარეობა დამოკიდებულია სისტემაში არსებულ ურთიერთქმედებებზე, ასევე სისტემაზე გარე გავლენებზე.სისტემა არ უნდა დაიხუროს. საჭიროა მხოლოდ იმის ცოდნა, თუ როგორ იცვლება გარე გავლენა დროთა განმავლობაში. მოძრაობის განტოლებები საშუალებას იძლევა გამოვთვალოთ სისტემის საბოლოო მდგომარეობა ცნობილი საწყისი მდგომარეობიდან.

თუ სისტემის მდგომარეობა ფიქსირდება, მაშინ ნებისმიერ ფუნდამენტურ თეორიაში, ისევე როგორც კლასიკურ მექანიკაში, შესაძლებელია განისაზღვროს ყველა ფიზიკური სიდიდე, რომელიც აინტერესებს ამ თეორიას.

აღსანიშნავია, რომ ფუნდამენტური დინამიური თეორიები მნიშვნელოვნად განსხვავდება ფუნდამენტური სტატისტიკური თეორიებისგან მხოლოდ ერთიპატივისცემა - სახელმწიფოს განსაზღვრის მეთოდში.ამ გარემოებას მთავარი ყურადღება დაეთმობა შემდეგში.

ხშირად ხდება მდგომარეობის ცნების ანალიზი სხვადასხვა დინამიკურ თეორიებში და ყურადღებას იპყრობს ამ თეორიების ზოგადი სტრუქტურა. ხშირად აღნიშნავენ, რომ მრავალი თვალსაზრისით სიტუაცია მსგავსია კვანტურ მექანიკაში. ამ მიზეზით, რამდენიმე ავტორი კვანტურ მექანიკას წმინდა სტატისტიკურ თეორიადაც კი არ ასახელებს. სინამდვილეში, კლასიკურ სტატისტიკურ თეორიებს აქვთ იგივე ზოგადი სტრუქტურა, როგორც დინამიურ თეორიებს. აქედან გამომდინარე, აუცილებელია კლასიკურ სტატისტიკურ თეორიებში სახელმწიფოს ცნებას განსაკუთრებული ყურადღება მივაქციოთ, ვინაიდან ამ თეორიებში ყველაზე მეტი გაუგებრობა დაკავშირებულია სახელმწიფოს ცნებასთან. ამ მხრივ, რაც არ უნდა უცნაურად ჩანდეს, კვანტურ მექანიკაში ყველაფერი უფრო ხელსაყრელია.

სახელმწიფოს ცნება ფუნდამენტურ დინამიკურ თეორიებში

სხვადასხვა დინამიკურ თეორიებში სისტემების მდგომარეობის საკითხი შედარებით მარტივია და ავტორთა უმეტესობის მიერ დაახლოებით ერთნაირად განიხილება. ჩვენ მასზე ძირითადად სისრულისთვის ვჩერდებით. სახელმწიფოს დახასიათების შესახებ ქ კლასიკური მექანიკაუკვე ითქვა. ჩვენ მხოლოდ დამატებით აღვნიშნავთ, რომ ამ თეორიაში სისტემის მდგომარეობების დამახასიათებელი ცვლადებია დაკვირვებადი თეორიები - კოორდინატები და იმპულსები.სახელმწიფოს უფრო აბსტრაქტული დახასიათებით, ეს მარტივი ურთიერთობა დაკვირვებად და სახელმწიფოს ცნებას შორის აღარ არის.

ახლა გადავიდეთ სხვა დინამიკურ თეორიებზე. უწყვეტი მექანიკა.უწყვეტობის მექანიკაში ყველა ნივთიერება განიხილება როგორც უწყვეტი. მათი ატომურ-მოლეკულური აგებულება არ არის გათვალისწინებული. შესაბამისად, კოორდინატებისა და მომენტების სიმრავლის ნაცვლად, სისტემის მდგომარეობას ახასიათებს ფუნქციები, რომლებიც აღწერს გარკვეული ფიზიკური სიდიდეების განაწილებას სივრცეში: სიმკვრივე r. (r, t),წნევა p(r, უ)და სიჩქარე v (r, t).

იდეალური სითხის ჰიდროდინამიკის განტოლებები, ე. რდა ვდროის ნებისმიერ მომენტში ამ ფუნქციების საწყისი მნიშვნელობებით და სასაზღვრო პირობებით.

ბლანტიან, არაიდეალურ სითხეში მექანიკური ენერგია იშლება ხახუნის ძალების მოქმედების გამო. სითბოს გაცვლა მოძრავი საშუალების ცალკეულ მონაკვეთებს შორის არსებითი ხდება. უწყვეტი მექანიკა წყვეტს წმინდა მექანიკას. განტოლებათა დახურული სისტემა, რომელიც ცალსახად აღწერს სისტემის ევოლუციას, უნდა მოიცავდეს თერმოდინამიკურ მიმართებებს.

თერმოდინამიკა.თერმოდინამიკაში თერმული პროცესები განიხილება სხეულების მოლეკულური სტრუქტურის გათვალისწინების გარეშე. ამრიგად, თერმოდინამიკური სისტემის მდგომარეობა აღწერილია სრულიად განსხვავებულად, ვიდრე მექანიკაში. გაზის უმარტივეს შემთხვევაში, ძირითადი სიდიდეები, რომლებიც განსაზღვრავს სისტემის მდგომარეობას, არის წნევა, მოცულობა და ტემპერატურა. ამ სიდიდეებს თერმოდინამიკური პარამეტრები ეწოდება. მათ შორის არის კავშირი, რომელიც მოცემულია მდგომარეობის განტოლებით. სისტემის მდგომარეობა მთლიანად ხასიათდება დამოუკიდებელი პარამეტრების მნიშვნელობებით. ასეთი პარამეტრების რაოდენობას ეწოდება თერმოდინამიკური სისტემის თავისუფლების ხარისხი.

თერმოდინამიკის პირველი და მეორე კანონები შემოაქვს ორ ერთმნიშვნელოვანი მდგომარეობის ფუნქციას: შიდა ენერგია და ენტროპია. კლასიკურ თერმოდინამიკაში განიხილება მხოლოდ წონასწორობის მდგომარეობა და წონასწორობის შექცევადი (უსასრულოდ ნელი) პროცესები. რეალური სისტემების ევოლუცია დროში რეალურად არ განიხილება. თერმოდინამიკის დახმარებით შესაძლებელია მხოლოდ ცალსახა ურთიერთობების დამყარება სხვადასხვა წონასწორობის მდგომარეობის თერმოდინამიკურ პარამეტრებს შორის.

შეუქცევადი პროცესების თერმოდინამიკაში შესწავლილია არაბალანსირებული პროცესები. ამ თეორიაში სისტემის მდგომარეობა ხასიათდება კოორდინატებისა და დროის ლოკალური თერმოდინამიკური ფუნქციებით. ესენია: მასის სიმკვრივე, იმპულსის სიმკვრივე, ტემპერატურა, წნევა, შიდა ენერგია ან ენტროპიის სიმკვრივე. ადგილობრივი თერმოდინამიკური ფუნქციებისთვის იწერება სატრანსპორტო განტოლებები, რომლებიც გამოხატავს მასის, იმპულსის და ენერგიის შენარჩუნებას მოძრავ გარემოში. ეს განტოლებები, მდგომარეობის განტოლებასთან და კალორიულ განტოლებასთან ერთად, რომელიც იძლევა ენერგიის დამოკიდებულებას წნევასა და ტემპერატურაზე, შესაძლებელს ხდის მათი ევოლუციის დროში მიკვლევას ადგილობრივი თერმოდინამიკური ფუნქციების საწყისი მნიშვნელობებიდან.

ელექტროდინამიკა.მაქსველის ელექტროდინამიკაში შესწავლის ობიექტია ელექტრომაგნიტური ველი. ელექტრომაგნიტური ველის მდგომარეობა ხასიათდება ელექტრული ველის სიძლიერით ე(რ, უ)და მაგნიტური ველი ჰ(რ,უ).ნივთიერების ცნობილი ელექტრული და მაგნიტური თვისებების მიხედვით, რომლებიც მოცემულია გამტარიანობით e და მაგნიტური გამტარიანობით m, განისაზღვრება ველის კიდევ ორი ​​მახასიათებელი: ელექტრული ინდუქცია. D(r, t)და მაგნიტური ინდუქცია B(r, t).

მაქსველის განტოლებები ამ ოთხი ვექტორისთვის იძლევა ველის მოცემული საწყისი მნიშვნელობების საშუალებას ედა ჰგარკვეული მოცულობის შიგნით და ტანგენციალური კომპონენტის სასაზღვრო პირობების მიხედვით ან E,ან ჰცალსახად განსაზღვროს ელექტრომაგნიტური ველის სიდიდე დროის ნებისმიერ მომდევნო მომენტში.

ელექტრომაგნიტური ველის მდგომარეობა ანალოგიურად ხასიათდება ლორენცის თეორიაში, რომელიც აღწერს მიკროსკოპულ ელექტრომაგნიტურ პროცესებს. ამ თეორიის ძირითადი განტოლებებია მაქსველ-ლორენცის განტოლებები, რომლებიც აკავშირებს ცალკეული დამუხტული ნაწილაკების მოძრაობას მათ მიერ შექმნილ ელექტრომაგნიტურ ველთან, მსგავსია მაქსველის განტოლებებისა.

კლასიკური რელატივისტური მექანიკა.ფარდობითობის სპეციალური თეორია, რომელიც წარმოიშვა ელექტროდინამიკის განვითარების პროცესში, არ მიეკუთვნება ფუნდამენტური თეორიების რიცხვს ზემოთ მითითებული გაგებით. მას არ შემოაქვს სახელმწიფოს ახალი კონცეფცია, რომელიც ახასიათებს რაიმე კონკრეტულ ობიექტს. ფარდობითობის სპეციალური თეორია არის სიმეტრიის ან ინვარიანტობის ერთ-ერთი პრინციპი, რომელსაც აკმაყოფილებენ სხვადასხვა ფუნდამენტური თეორიები.

რელატივისტური დინამიკა, რომელიც აზოგადებს ნიუტონის მექანიკას სინათლის სიჩქარესთან მიახლოებული სიჩქარით მოძრავი სხეულების შემთხვევაში, განსხვავდება ნიუტონის მექანიკისგან მხოლოდ მოძრაობის განტოლებების სახით. კლასიკურ რელატივისტურ თეორიაში მდგომარეობა კვლავ ხასიათდება სისტემის ყველა ნაწილაკების კოორდინატებით და მომენტებით.

გრავიტაციის თეორია.გრავიტაციის თანამედროვე თეორია მოცემულია აინშტაინის ფარდობითობის ზოგადი თეორიით. გრავიტაციის ახალი თეორიის სიახლისა და უჩვეულოობის მიუხედავად გრავიტაციის ძველ ნიუტონის თეორიასთან შედარებით, დინამიური ბუნების ყველა სხვა ფუნდამენტური თეორიის თანდაყოლილი ზოგადი სტრუქტურა უცვლელი რჩება. გრავიტაციული ველის მდგომარეობა ხასიათდება მეტრული ტენზორის კომპონენტებით. გრავიტაციული ველის ევოლუცია აღწერილია აინშტაინის ველის არაწრფივი განტოლებით. ეს განტოლება პრინციპში შესაძლებელს ხდის მეტრულ ტენსორის განსაზღვრას დროის ნებისმიერ მომდევნო მომენტში ამ სიდიდის საწყისი მნიშვნელობიდან და მატერიის ტენზორის მოცემული კომპონენტებიდან, რომლებიც აღწერს მის განაწილებას სივრცეში.

სახელმწიფოს ცნება ფუნდამენტურ სტატისტიკურ თეორიებში

სტატისტიკურ თეორიებში მდგომარეობის ცნების დანერგვისა და ანალიზის ყველაზე გავრცელებული შეცდომა არის ამ თეორიებზე ფუნდამენტური დინამიკური თეორიების მდგომარეობის კონცეფციის გადატანა. ისევე, როგორც კლასიკურ მექანიკაში მდგომარეობას ახასიათებს ფიზიკური სიდიდეების გარკვეული ნაკრები, მდგომარეობა სტატისტიკურ მექანიკაშიც ანალოგიურად ხასიათდება. სახელმწიფოს ცნება ერევა დაკვირვებადი მნიშვნელობების თვითნებურ სიმრავლეს. შედეგად, ისინი მიდიან ცრუ დასკვნამდე, რომ სტატისტიკურ თეორიებში არ არსებობს ცალსახა ურთიერთობა სახელმწიფოებს შორის.

ასეთი არაზუსტი ან ბუნდოვანი განცხადებების მრავალი მაგალითის მოყვანა შეიძლება. ასე რომ, ზ.ავგუსტინეკი სტატისტიკური კანონზომიერების შესახებ წერს შემდეგს: „ამ ტიპის კანონზომიერების მაგალითი შეიძლება იყოს ის, რომლის მიხედვითაც სისტემის გარკვეული მდგომარეობა S. ტ 1 არის არა ერთი კონკრეტული მდგომარეობა S n , არამედ S n მდგომარეობების გარკვეული სტატისტიკური განაწილება.

ვ. კრაევსკის თქმით, „თეორიულ ფიზიკაში სისტემის მდგომარეობა გაგებულია, როგორც მოცემულ მომენტში მისი პარამეტრის ყველა (ამ თეორიის ფარგლებში გათვალისწინებული) მნიშვნელობების მთლიანობა“.

იუ.ბ.მოლჩანოვი, რეალურად იდენტიფიცირებს ფენომენებსა და მდგომარეობას, ამბობს, რომ სტატისტიკურ კანონზომიერებაში „ფენომენები და მდგომარეობები ერთმანეთს დროში მიჰყვება განუსაზღვრელი, ორაზროვანი, არაუნიკალური გზით“.

არსებობს სამი არგუმენტი იმის საწინააღმდეგოდ, რომ სტატისტიკურ თეორიებში სახელმწიფოთა ურთიერთობა ორაზროვანია.

1. ზემოხსენებულ და მსგავს განცხადებებში, ფაქტობრივად, სახელმწიფო, როგორც კონკრეტული ცნება ზოგადად უარყოფილია, ვინაიდან იგი იდენტიფიცირებულია მოცემული თეორიის ფიზიკური სიდიდეების (დაკვირვებადობის) მთლიანობასთან. სინამდვილეში, უკვე დინამიურ თეორიებში, სისტემის მდგომარეობა არავითარ შემთხვევაში არ ხასიათდება პარამეტრების მთელი სიმრავლით, არამედ მხოლოდ მათი სრულიად განსაზღვრული სიმრავლით (მაგალითად, კლასიკურ მექანიკაში, კოორდინატებით და მომენტებით, რომელთა მეშვეობითაც ყველა სხვა რაოდენობა გამოხატულია).
2. სტატისტიკურ თეორიებში, მდგომარეობა ზოგადად არ შეიძლება ხასიათდებოდეს ცალკეული ნაწილაკების რომელიმე პარამეტრის ზუსტი მნიშვნელობებით. ამრიგად, სტატისტიკურ მექანიკაში, დებულება იმის შესახებ, რომ სისტემის ნაწილაკების კოორდინატები და მომენტები გარკვეულ ინტერვალებში დევს. რ ი, p i, ადრე რ ი +დოქტორი ი, p i+დპ ი .ეს ალბათობა უდრის ალბათობის სიმკვრივისა და ფაზის მოცულობის ნამრავლს a დოქტორი ი დp i
   ინტერვალებისკენ სწრაფვისას დოქტორი ი, დp iნულამდე, ალბათობა ნულისკენ მიისწრაფვის. კერძოდ, მაქსველის მიერ აღმოჩენილი მოლეკულების სიჩქარით განაწილების კანონი იძლევა სიჩქარის ზუსტი მნიშვნელობების ნულოვან ალბათობას.
   მხოლოდ დელტას მსგავსი განაწილებისთვის, რომელიც გამოიხატება დირაკის დელტას ფუნქციების პროდუქტის მიხედვით, სიტუაცია განსხვავებულია. მაგრამ დელტას ფორმის განაწილების მინიჭება უკვე შეესაბამება დინამიურ თეორიას - კლასიკურ და არა სტატისტიკურ მექანიკას.
3. არ არსებობს ფიზიკური თეორიები, რომელთა დახმარებითაც შესაძლებელი იქნებოდა სისტემის მდგომარეობის გათვალისწინებით, რომელიც ხასიათდება ფიზიკური სიდიდეების სიმრავლით, დროის შემდგომ მომენტებში მდგომარეობების სტატისტიკური განაწილების პოვნა.

კვანტურ მექანიკაში მდგომარეობები გარკვეული სიდიდის ზუსტად ფიქსირებული მნიშვნელობებით, როგორიცაა კოორდინატები, შეიძლება არსებობდეს როგორც სპეციალური შემთხვევები. ასეთ მდგომარეობებს აქვთ დელტა ფუნქციების პროდუქტის ფორმა. მაგრამ დროის ნებისმიერ შემდგომ მომენტში, კოორდინატების ზუსტი მნიშვნელობების პოვნის ალბათობა ნულის ტოლია. ჩვენ შეგვიძლია ვისაუბროთ მხოლოდ კოორდინატთა მნიშვნელობების გარკვეულ ინტერვალებში ნაწილაკების აღმოჩენის ალბათობაზე. და ეს ალბათობები ცალსახად განისაზღვრება საწყისი მდგომარეობით მოძრაობის განტოლების გამოყენებით. მხოლოდ დისკრეტული სპექტრის მქონე რაოდენობების შემთხვევაში შეიძლება ნებისმიერ დროს ვისაუბროთ რაოდენობების ზუსტი მნიშვნელობების ალბათობაზე.

არც ერთი სტატისტიკური კანონი არ არის ცნობილი, რომელშიც სისტემის მდგომარეობები არ იქნება ცალსახად დაკავშირებული. და ნაკლებად სავარაუდოა, რომ ასეთი "კანონი" ოდესმე აღმოჩნდეს. სინამდვილეში, ყველა სტატისტიკურ თეორიაში არ არსებობს ცალსახა კავშირი ფიზიკურ სიდიდეებს შორის, მაგრამ არა მდგომარეობებს შორის.

ყველა ფუნდამენტურ სტატისტიკურ თეორიაში მდგომარეობა სისტემის ალბათური მახასიათებელია.მდგომარეობა განისაზღვრება არა ფიზიკური რაოდენობების მნიშვნელობებით, არამედ ამ რაოდენობების სტატისტიკური განაწილებით, რომლებიც მოცემულია ამა თუ იმ ფორმით. შესაბამისად, სტატისტიკურ თეორიებში, ცნობილი მდგომარეობიდან, ცალსახად არის განსაზღვრული არა თავად ფიზიკური რაოდენობები, არამედ ალბათობა იმისა, რომ ამ რაოდენობების მნიშვნელობები დევს გარკვეულ ინტერვალებში. ფიზიკური რაოდენობების საშუალო მნიშვნელობები ასევე ცალსახად არის განსაზღვრული.

მაგრამ მოძრაობის განტოლება მაინც ცალსახად განსაზღვრავს მდგომარეობას (სტატისტიკურ განაწილებას) დროის ნებისმიერ მომდევნო მომენტში მოცემული განაწილების მიხედვით საწყის მომენტში., თუ ცნობილია სისტემის ნაწილაკებს შორის ურთიერთქმედების ენერგია, აგრეთვე გარე სხეულებთან ურთიერთქმედების ენერგია. ამ მხრივ არანაირი განსხვავება არ არის დინამიური თეორიებისგან.

სახელმწიფოთა ცალსახა კავშირის გამო, სტატისტიკური კანონები გამოხატავს საჭირო კავშირებს ბუნებაში.ამის წყალობით, ჩვენ შეგვიძლია ვისაუბროთ სტატისტიკაზე კანონები,ანუ იმის მტკიცება, რომ სტატისტიკური თეორიები ასახავს ბუნებაში არსებულ არსებით ურთიერთობებს. ეს არის სახელმწიფოთა ცალსახა კავშირის არსებობა, რაც ნიშნავს, რომ საქმე გვაქვს ბუნების კანონთან: დინამიური თუ სტატისტიკური (დამოკიდებულია იმაზე, თუ როგორ არის განსაზღვრული სახელმწიფოს ცნება). როგორც ჩანს, ბუნებით რეგულარული, ანუ აუცილებელი, კავშირები სხვაგვარად არ შეიძლება იყოს გამოხატული, თუ არა სახელმწიფოთა ცალსახა კავშირის შუამავლობით.

მოდით ვისაუბროთ იმაზე, თუ როგორ ახასიათებს სახელმწიფო სხვადასხვა სტატისტიკურ თეორიებში.

სტატისტიკური მექანიკა და ფიზიკური კინეტიკა.მაქსველმა პირველმა გააცნობიერა, რომ ნაწილაკების უზარმაზარი რაოდენობის სისტემების განხილვისას, პრობლემა სრულიად განსხვავებულად უნდა დაისვას, ვიდრე ეს ხდება ნიუტონის მექანიკაში. აუცილებელია სახელმწიფოს ფუნდამენტურად ახალი მახასიათებლის დანერგვა. სისტემის მდგომარეობა უნდა ხასიათდებოდეს არა ყველა ნაწილაკების კოორდინატებისა და მომენტების მნიშვნელობების სრული კომპლექტით, არამედ იმ ალბათობით, რომ emu მნიშვნელობები გარკვეულ ინტერვალებში დევს.მოლეკულების სიჩქარეზე განაწილების კონკრეტული მაგალითის გამოყენებით, მაქსველმა აჩვენა, რომ ეს ალბათობა შეიძლება ცალსახად განისაზღვროს.

წონასწორობის სისტემებისა და ფიზიკური კინეტიკის კლასიკურ სტატისტიკურ მექანიკაში (არაწონასწორობის პროცესების სტატისტიკური თეორია) სისტემის მდგომარეობა მოცემულია განაწილების ფუნქციით. ვ(რ ი, p i,უ),დამოკიდებულია კოორდინატებზე რ იდა იმპულსები რმე, სისტემის ყველა ნაწილაკი და დრო (წონასწორობის მდგომარეობებისთვის, ფუნქცია ვცხადია, დროზე არ არის დამოკიდებული). განაწილების ფუნქციას აქვს დაკვირვებადობის პოვნის ალბათობის სიმკვრივის მნიშვნელობა რ ი, p i,inგარკვეული ინტერვალებით: დან რ ი, p i, ადრე რ ი +დ რ ი, p i+დპ ი .ცნობილი განაწილების ფუნქციის მიხედვით, შეგიძლიათ იპოვოთ ნებისმიერი ფიზიკური სიდიდის საშუალო მნიშვნელობები კოორდინატებისა და მომენტების მიხედვით და იმის ალბათობა, რომ ეს რაოდენობა იღებს გარკვეულ (მოცემულ ინტერვალებში) მნიშვნელობას.

თერმოსტატის სისტემების წონასწორობის მდგომარეობებისთვის (ანუ სისტემებისთვის, რომლებიც თერმულ კონტაქტში არიან მუდმივი ტემპერატურის დიდ რეზერვუართან), განაწილების ფუნქცია მოცემულია გიბსის კანონიკური განაწილებით. ამ ფუნქციის საპოვნელად საჭიროა მხოლოდ სისტემის ჰამილტონის ფუნქციის ცოდნა.

არათანაბარი პროცესების სტატისტიკურ თეორიაში განაწილების ფუნქციის ევოლუცია დროში აღწერილია ამა თუ იმ კინეტიკური განტოლების გამოყენებით. ეს განტოლება შესაძლებელს ხდის ცალსახად განსაზღვროს განაწილების ფუნქცია ნებისმიერ დროს ამ ფუნქციის მოცემული საწყისი მნიშვნელობიდან. ფუნქცია, რომელიც დამოკიდებულია ყველა ნაწილაკების კოორდინატებსა და მომენტებზე, ემორჩილება ლევილის განტოლებას. თუმცა, ამ განტოლების ამოხსნა პრაქტიკულად მიუწვდომელი ამოცანაა, რადგან ის უდრის მოძრაობის დინამიური განტოლებების ამოხსნას სისტემის ყველა ნაწილაკისთვის. ამიტომ, მიახლოებითი სტატისტიკური აღწერა გამოიყენება უფრო მარტივი განაწილების ფუნქციების გამოყენებით f (r, p, t),ნაწილაკების საშუალო რაოდენობის მიცემა გარკვეული იმპულსის მნიშვნელობებით რდა კოორდინატები რ(ერთნაწილაკიანი განაწილების ფუნქცია). მათ შორისაა ბოლცმანის კინეტიკური განტოლება. ბოლცმანის განტოლების ჯიშები პლაზმისთვის არის L. D. Landau და A. A. Vlasov-ის კინეტიკური განტოლებები.

Კვანტური მექანიკა.მიუხედავად იმისა, რომ კვანტური მექანიკა ძალიან განსხვავდება კლასიკური თეორიებისგან, ფუნდამენტური თეორიებისთვის საერთო სტრუქტურა აქაც მოქმედებს. დაინერგა ახალი კონცეფცია - მდგომარეობის ვექტორები (ტალღის ფუნქცია) y ( r,უ).დროებითი შროდინგერის განტოლება ცალსახად განსაზღვრავს მდგომარეობის ევოლუციას დროთა განმავლობაში.

ტალღის ფუნქცია არის მდგომარეობის ბევრად უფრო აბსტრაქტული მახასიათებელი, ვიდრე განაწილების ფუნქცია კლასიკურ თეორიებში. ეს არის ვექტორი უსასრულო განზომილებიანი ჰილბერტის სივრცეში, რაც ნიშნავს არა თავად ალბათობას, არამედ ალბათობის ამპლიტუდას. მდგომარეობა კვანტურ მექანიკაში პირდაპირ არ არის გამოხატული დაკვირვებადობის თვალსაზრისით. თუმცა, y არის სრული აღწერაშტატები. იცის y , შესაძლებელია გამოვთვალოთ ნებისმიერი ფიზიკური სიდიდის გარკვეული (მოცემულ ინტერვალებში) მნიშვნელობის პოვნის ალბათობა და ყველა ფიზიკური სიდიდის საშუალო მნიშვნელობები.

იქიდან, რომ მდგომარეობა კვანტურ მექანიკაში განისაზღვრება ალბათობის ამპლიტუდით, და არა ალბათობის სიმკვრივით, მოჰყვება ალბათობათა ჩარევის წმინდა კვანტური ეფექტი. ეს არის ის, რაც საბოლოოდ ახასიათებს მიკროსამყაროს ობიექტების განსაკუთრებულ, არაკლასიკურ თვისებებს. სხვა თვალსაზრისით, არ არსებობს ფუნდამენტური განსხვავება კლასიკურ სტატისტიკურ თეორიებსა და კვანტურ მექანიკას შორის.

კვანტური სტატისტიკა.კლასიკურ სტატისტიკაში შემუშავებული მეთოდები თითქმის მთლიანად გამოიყენებოდა კვანტური სტატისტიკის შექმნისას. კლასიკურ და კვანტურ სტატისტიკას შორის არსებითი განსხვავება განპირობებულია იმით, რომ კვანტური მექანიკა, კლასიკური მექანიკისგან განსხვავებით, თავად არის სტატისტიკური თეორია. კვანტური მექანიკის ეს ფუნდამენტურად სტატისტიკური ბუნება სრულიად დამოუკიდებელია ფიზიკური სტატისტიკის სპეციალური მეთოდებისგან, რომლებშიც საშუალო მნიშვნელობები ყოველთვის განიხილება, როგორც სისტემის სხვადასხვა მდგომარეობების საშუალო შეფასების შედეგები. კვანტურ მექანიკაში ჩვენ ვსაუბრობთ მხოლოდ საშუალო მნიშვნელობებზე სისტემის მოცემულ ფიქსირებულ მდგომარეობაში.

კვანტურ სტატისტიკასა და კლასიკურ სტატისტიკას შორის ყველაზე მნიშვნელოვანი განსხვავება დაკავშირებულია ნაწილაკების იდენტურობის პრინციპთან კვანტურ მექანიკაში. სისტემის მდგომარეობა არ იცვლება ერთი და იგივე ნაწილაკების გადალაგებისას. თუ ნაწილაკებს აქვთ მთელი რიცხვი სპინი, მაშინ მათი ნებისმიერი რაოდენობა შეიძლება იყოს იმავე მდგომარეობაში (ბოზე-აინშტაინის სტატისტიკა). ნახევარმთლიანი სპინის მქონე ნაწილაკებისთვის სრულდება პაულის პრინციპი, რომლის მიხედვითაც ერთზე მეტი ნაწილაკი არ შეიძლება იყოს მოცემულ მდგომარეობაში (ფერმი-დირაკის სტატისტიკა). ამჟამად წონასწორობის პროცესების კვანტური თეორია აგებულია იმავე სრული ფორმით, როგორც კლასიკური.

სისტემის მდგომარეობა კვანტურ სტატისტიკაში მოცემულია ალბათობით, რომ სისტემის დამახასიათებელი კვანტური რიცხვები იღებენ გარკვეულ მნიშვნელობებს (კვანტური მდგომარეობის შევსების ალბათობა). განტოლებას, რომელიც აღწერს არაბალანსირებულ პროცესებს კვანტურ სისტემაში, ეწოდება ძირითადი კინეტიკური განტოლება. ეს განტოლება შესაძლებელს ხდის პრინციპში თვალყური ადევნოთ საწყისი მდგომარეობის ევოლუციას დროში. ძირითადი კინეტიკური განტოლების ინტეგრირებით ყველა ცვლადზე (კვანტური რიცხვები), გარდა ერთნაწილაკიანი ცვლადების სიმრავლისა, შეიძლება მივიღოთ იგივე ტიპის კვანტური კინეტიკური განტოლებები, როგორც კლასიკური ბოლცმანის განტოლება.

ველის კვანტური თეორია.ველის კვანტურ თეორიაში - ელემენტარული ნაწილაკების მოძრაობის და ურთიერთქმედების რელატივისტური კვანტური თეორია - კვანტური მექანიკის მეთოდები ვრცელდება ნაწილაკების ცვლადი რაოდენობის სისტემებზე.

თეორიის არსზე წარმოდგენის უმარტივესი გზა არის პროცესების აღწერილობის გამოყენება კონფიგურაციის სივრცეში (Fock space). ეს აღწერა თეორიის ერთ-ერთი შესაძლო წარმოდგენაა, რომელიც სხვათაგან უფრო დიდი სიცხადით განსხვავდება.

სისტემის მდგომარეობა ველის კვანტურ თეორიაში ხასიათდება არა ერთი ტალღის ფუნქციით ნაწილაკების ფიქსირებული რაოდენობისთვის, არამედ ფუნქციით, რომელიც წარმოადგენს ტალღური ფუნქციების ერთობლიობას, რომელთაგან თითოეული განსაზღვრავს ალბათობას, რომ სისტემა შედგება ცნობილი რაოდენობისგან. ნაწილაკები სივრცის სხვადასხვა რეგიონში მათი აღმოჩენის მოცემული ალბათობის განაწილებით. მოძრაობის განტოლება, პრინციპში, შესაძლებელს ხდის სისტემის მდგომარეობის დამახასიათებელი ფუნქციის ცალსახა ევოლუციის მიკვლევას.

ველის კვანტურ თეორიაში ნებისმიერი სისტემის თავისუფლების ხარისხების რაოდენობა უსასრულოდ დიდია. ეს არ იძლევა საშუალებას იპოვოთ თეორიის განტოლებათა ზუსტი ამონახსნები. კვანტურ ელექტროდინამიკაში – განვითარდა ელექტრონების, პოზიტრონების და ფოტონების ურთიერთქმედების თეორია. ეფექტური მეთოდებიგანტოლებების სავარაუდო ამოხსნა. შესაძლებელია ამ შემთხვევაში გამოჩენილი უსასრულობების იზოლირება და ამის შემდეგ ექსპერიმენტთან შესატყვისი შედეგების მიღება დიდი სიზუსტით. თუმცა, სუსტი და განსაკუთრებით ძლიერი ურთიერთქმედებების თეორია რეალურად არ არის აგებული. სულ ახლახანს, ს. ვაინბერგისა და ა. სალამის ნაშრომებში, დაგეგმილია სუსტი და ელექტრომაგნიტური ურთიერთქმედების გაერთიანება ზოგადი თეორიის ფარგლებში, რომელიც იძლევა ყველა განსხვავების იზოლირების საშუალებას.

ფუნდამენტური დინამიკური და სტატისტიკური თეორიების ურთიერთმიმართების შესახებ

იქიდან გამომდინარე, რომ სტატისტიკურ თეორიებში სახელმწიფოს ევოლუცია ცალსახაა, არ შეიძლება დავასკვნათ, რომ საერთოდ არ არსებობს „წმინდა სტატისტიკური“ კანონები და რომ სტატისტიკური კანონები ყოველთვის დაკავშირებულია დინამიურ კანონებთან. სახელმწიფოთა ცალსახა კავშირი წარმოადგენს ნებისმიერი სტატისტიკური კანონის ბირთვს, ან, შეიძლება ითქვას, არის მთლიანი სტატისტიკური თეორიის დინამიური (გაურკვევლობის გაგებით) ელემენტი.

ფიზიკაში ყველა სტატისტიკურ თეორიას სტატისტიკას უწოდებენ ერთი მიზეზის გამო: ამ თეორიებში სისტემის მდგომარეობა განისაზღვრება არა თავად ფიზიკური რაოდენობების მნიშვნელობებით, არამედ მათი სტატისტიკური განაწილებით, რომლებიც მოცემულია ამა თუ იმ ფორმით. თუ ეს ტერმინოლოგია უკვე მიღებულია, მაშინ არ არსებობს საფუძველი ვისაუბროთ დინამიური და სტატისტიკური კანონების „გადარევაზე“ ერთი თეორიის ფარგლებში.

რა თქმა უნდა, ერთი კანონი, რომელიც აღწერს სისტემის მდგომარეობის ევოლუციას, შეიძლება დაიშალოს რამდენიმე უფრო ელემენტარულ კანონად. შეგვიძლია ვთქვათ, რომ ელექტრონში ელექტრული მუხტის არსებობა გამოხატავს ერთ დინამიურ კანონს; ნახევრად მთელი რიცხვის სპინის არსებობა კიდევ ერთი დინამიური კანონია და ა.შ.. ასეთი ოპერაცია შეიძლება განხორციელდეს თანაბარი წარმატებით, როგორც სტატისტიკურ, ისე დინამიკურ თეორიებში, თუმცა ასეთი გაყოფის სარგებლობა საეჭვოა. თუმცა, ასეთი ფსიქიკური ოპერაციის საფუძველზე, ძალიან ხშირად მიდიან დასკვნამდე, რომ მიკროსამყაროში პროცესების აღწერაში დინამიური და სტატისტიკური კანონები ერთმანეთშია გადაჯაჭვული.

მსგავს განცხადებებს აკეთებს, მაგალითად, გ. დინამიური „მილების“, რომლებშიც ხდება სტატისტიკური კანონზომიერებები“) და ა.შ.

ამ მიდგომით, ფუნდამენტური ფიზიკური თეორიების დინამიური კანონები და განცხადება, რომ ელექტრონებს აქვთ ნახევრად მთელი რიცხვი სპინი, ერთსა და იმავე დონეზეა (სხვათა შორის, ელექტრონში სპინის არსებობა ავტომატურად გამომდინარეობს ფუნდამენტური სტატისტიკური თეორიიდან - კვანტური. ელექტროდინამიკა). თვითნებურად გამოყავით ცალკეული ობიექტების მახასიათებლების ცალსახა კავშირის მომენტები და სტატისტიკურ თეორიაში მდგომარეობების ცალსახა კავშირს სათანადო ყურადღება არ ექცევა. შედეგად, დინამიურ და სტატისტიკურ კანონებს შორის ურთიერთობის საკითხი საფუძვლიანად დამაბნეველი აღმოჩნდება თვითნებური ტერმინოლოგიის გამო, რომელიც არ განასხვავებს ფუნდამენტური ფიზიკური თეორიის ძირითად კანონს და კონკრეტული ხასიათის მარტივ განცხადებებს შორის.

მხოლოდ ფუნდამენტური ფიზიკური თეორიების დინამიურ და სტატისტიკურ კანონზომიერებებს შორის ურთიერთობის გაანალიზებისას, რომლებიც აღწერენ მატერიის მოძრაობის ერთსა და იმავე ფორმას, შეიძლება დავინახოთ, რომ არ არსებობს დინამიური და სტატისტიკური კანონზომიერებების „გადარევა“ და ნათლად ჩანს კანონზომიერებების ადგილი და მნიშვნელობა. ორივე ტიპის. დინამიური კანონები წარმოადგენს პირველ, ყველაზე დაბალ საფეხურს ჩვენს ირგვლივ სამყაროს შეცნობის პროცესში; სტატისტიკური კანონები ბუნებაში ობიექტური ურთიერთობების უფრო სრულყოფილ ასახვას იძლევა: ისინი გამოხატავენ ცოდნის მომდევნო, უმაღლეს საფეხურს.