Свойства пространства и времени. Прежде всего, пространство и время объективны и реальны, т.е

Прежде всего, пространство и время объективны и реальны, т.е. существуют независимо от сознания людей и познания ими этой объективной реальности. Пространство и время являются универсальными, всеобщими формами существования материи. Важным свойством пространства является его трехмерность. Положение любого предмета может быть точно определено только с помощью трех независимых величин – координат.

В прямоугольной декартовой системе координат это x, y, z, называемые длиной, шириной, высотой. В сферической системе координат это радиус-вектор r и углы q и j. В цилиндрической системе координат это высота, радиус-вектор и угол.

В отличие от пространства, в каждую точку которого можно снова и снова возвращаться, время необратимо и одномерно. Оно течет из прошлого через настоящее к будущему. Нельзя возвратиться назад в какую-либо точку времени, но нельзя и перескочить через какой-либо временной промежуток в будущее. Необратимость времени в макроскопических процессах воплощается в законе возрастания энтропии. Энтропия остается постоянной только в обратимых процессах, в необратимых – всегда возрастает. Реальные процессы всегда необратимы. В замкнутой системе (не существует в природе) максимально возможная энтропия соответствует наступлению в ней теплового равновесия: разности температур в отдельных частях системы исчезают и макроскопические процессы становятся невозможными. Вся присущая системе энергия превращается в энергию неупорядоченного, хаотического движения микрочастиц и обратный переход тепла в работу невозможен.

В специальной теории относительности предполагается, что:

а) время однородно, а пространство однородно и изотропно (также как в классической механике);

б) понятия абсолютного пространства и абсолютного времени, введенные Ньютоном, теряют свой смысл.

Однородность времени означает инвариантность (неизменность) физических законов относительно выбора начала отсчета времени. Например, при свободном падении тела в поле силы тяжести его скорость и пройденный путь не зависят от того, когда тело начало падать, а зависят лишь от начальной скорости и продолжительности падения.

Однородность пространства заключается в том, что при параллельном переносе в пространстве замкнутой системы тел как целого ее физические свойства и законы движения не изменяются. Другими словами, не зависят от выбора положения начала координат инерциальной системы отсчета.

Изотропность пространства означает инвариантность физических законов относительно выбора направлений осей координат системы отсчета.

Указанные свойства пространства и времени связаны с главными законами физики – законами сохранения. Если свойства системы не меняются от преобразования переменных, то ей соответствует определенный закон сохранения (закон сохранения энергии, движения и т.п.).

Дата добавления: 2014-01-07