¿Qué es el espacio en la definición de física? El espacio físico como antípoda de la materia.

EL ESPACIO EN LA FÍSICA CLÁSICA

En este capítulo nos ocuparemos del espacio tal como aparece en la física clásica. Esto significa que intentaremos encontrar una “interpretación” (pero sólo una, la única posible) para los términos geométricos utilizados en física. En relación con el espacio surgen problemas mucho más complejos y difíciles que en relación con el tiempo. Esto se debe en parte a los problemas planteados por la teoría de la relatividad. Sin embargo, por ahora no consideraremos la teoría de la relatividad y trataremos el espacio como algo no relacionado con el tiempo, como lo hacían los físicos antes de Einstein.

Para Newton, el espacio, como el tiempo, era “absoluto”; esto significa que consta de un conjunto de puntos, cada uno de los cuales carece de estructura y representa un componente finito del mundo físico. Cada punto es eterno e inmutable; el cambio radica en el hecho de que el punto a veces está “ocupado” por una parte de la materia, luego por otra, y a veces permanece desocupado. Contrariamente a esta opinión, Leibniz argumentó que el espacio es sólo un sistema de relaciones, y los miembros de las relaciones son materiales, y no sólo puntos geométricos. Aunque tanto los físicos como los filósofos se inclinaban cada vez más hacia la visión de Leibniz, el aparato de la física matemática siguió siendo newtoniano. En el aparato matemático, el "espacio" sigue siendo un conjunto de "puntos", cada uno de los cuales está definido por tres coordenadas, y la "materia" es un conjunto de "partículas", cada una de las cuales ocupa diferentes puntos en diferente tiempo. Si no estamos obligados a estar de acuerdo con la atribución de realidad física de Newton a los puntos, entonces este sistema requiere una interpretación en la que los "puntos" tengan una definición estructural.

Utilicé la expresión “realidad física”, que puede considerarse demasiado metafísica. Lo que quiero decir puede expresarse de una forma más aceptable para el gusto moderno mediante la técnica del vocabulario mínimo. Si se da una colección de nombres, puede suceder que algunas de las cosas nombradas tengan una definición estructural en términos de otras definiciones; en este caso, tendremos un diccionario mínimo que no contiene tales nombres, en lugar del cual se pueden sustituir definiciones. Por ejemplo, cada francés tiene su propio nombre, y las palabras "nación de los franceses" también pueden considerarse como un nombre propio, pero esto no es necesario, ya que podemos decir que la "nación de los franceses" se define como " una clase que consta de los siguientes individuos (sigue una lista de todos los individuos)". Este método solo se aplica a clases privadas, pero existen otros métodos que no están sujetos a esta restricción. Podemos definir "Francia" especificando sus límites geográficos y luego definir "francés" como una persona "nacida en Francia".

Hay límites claros a este proceso de reemplazar nombres con definiciones estructurales en la práctica, y quizás (aunque esto no es seguro) también los haya en teoría. Suponiendo, en aras de la simplicidad, que la materia esté compuesta de electrones y protones, podríamos, en teoría, dar a cada electrón y a cada protón un nombre propio; entonces podríamos definir a cualquier individuo mencionando los electrones y protones que componen su cuerpo en diferentes momentos; por tanto, los nombres de individuos humanos serían teóricamente redundantes. En general, todo lo que tiene una estructura analizable no necesita nombre, ya que se puede definir mediante los nombres de los ingredientes y palabras que denotan sus relaciones. Por otra parte, todo lo que no tiene una estructura conocida necesita un nombre si queremos expresar todo nuestro conocimiento sobre ello.

Cabe señalar que la definición de designación no hace que el nombre sea redundante. Por ejemplo, "el padre de Alejandro Magno" es una definición designativa, pero no nos permite expresar un hecho que los contemporáneos podrían expresar con las palabras "este hombre es el padre de Alejandro", donde la palabra "este" cumple la función de un nombre.

Cuando negamos la teoría del espacio absoluto de Newton, mientras seguimos usando en física matemática lo que llamamos "puntos", nuestras acciones sólo se justifican si existe una definición estructural de "punto" y (en teoría) de puntos individuales. Tal definición debe ser logrado a través de métodos similares a los que utilizamos para definir "momentos". Aquí, sin embargo, cabe hacer dos reservas: en primer lugar, que nuestra variedad de puntos debe ser tridimensional y, en segundo lugar, que debemos definir un punto como un momento. Decir que el punto P, situado en un tiempo, es idéntico al punto O, situado en otro tiempo, significa decir algo que no tiene ningún significado definido, salvo condicional, dependiendo de la elección de los ejes materiales. Pero como esta cuestión está relacionada con la teoría de la relatividad, no la consideraré en detalle ahora y me limitaré a determinar los puntos en este momento, ignorando las dificultades asociadas con la definición de simultaneidad.

En lo que sigue no hago hincapié en el método exacto de construcción de puntos que utilizo. También son posibles otros métodos, y algunos de ellos pueden ser incluso más especulativos. Lo único importante a tener en cuenta es que estos métodos se pueden inventar. Para definir momentos, utilizamos la relación de "coincidencia" en el tiempo: la relación que tiene lugar entre dos eventos cuando (en lenguaje ordinario) hay un tiempo durante el cual ambos existen. Para definir puntos, utilizamos la relación de “coincidencia” en el espacio, que debe tener lugar entre dos eventos simultáneos que ocupan (en lenguaje corriente) la misma región del espacio en todo o en parte. Cabe señalar que los acontecimientos, a diferencia de las partes de la materia, no deben considerarse mutuamente impenetrables. La impenetrabilidad de la materia es una propiedad que se deriva tautológicamente de su definición. Los “acontecimientos”, sin embargo, se definen sólo como términos que no tienen estructura y que tienen relaciones espaciales y temporales que pertenecen a volúmenes finitos de espacio y períodos finitos de tiempo. Cuando digo "tales como", quiero decir "similares con respecto a propiedades lógicas". Pero la "coincidencia" en sí misma no está definida lógicamente; es una relación empíricamente cognoscible, que en la construcción que defiendo sólo tiene una definición visual.

En una variedad de más de una dimensión, a través de la relación binaria de "combinación", no podemos construir nada que tenga las propiedades requeridas de los "puntos". Como ejemplo sencillo, tomemos figuras en un avión.

Tres figuras en un plano (A, B y C) pueden superponerse entre sí de modo que cada una se superponga a las otras dos y, al mismo tiempo, de modo que no haya un área común para las tres figuras. En la figura anterior, el círculo A se superpone al rectángulo B y al triángulo C, y el rectángulo B se superpone al triángulo C, pero no hay un área común para A, B y C. La base de nuestra construcción debe ser la relación no de dos, sino de tres figuras. . Diremos que tres áreas son “copuntuales” cuando existe un área común a las tres figuras. (Esta es una explicación, no una definición).

Supondremos que las figuras que estamos tratando son círculos o se obtienen a partir de círculos por estiramiento o compresión, en los que se conserva la ovalidad. En este caso, si se dan tres figuras con puntos A, B y C y una cuarta figura D es tal que A, B, D y A, C, D y B, C, D tienen puntos, entonces A, B, C y D son todos tienen un área común.

Ahora llamamos “central” a un grupo formado por cualquier número de figuras si cada tríada de este grupo es celular. Un grupo de puntos de figuras es un “punto” si no puede expandirse sin dejar de ser un grupo de puntos, es decir, si para cualquier figura X que no pertenece al grupo, este grupo contiene al menos dos figuras A y B tales que A , B y X no son celulares.

Esta definición sólo se aplica en dos dimensiones. En tres dimensiones debemos comenzar con la relación de semejanza de puntos entre cuatro figuras espaciales, todas las cuales deben ser esferas u ovaloides como los que se obtienen a partir de esferas mediante estiramiento continuo en algunas direcciones y compresión en otras. Entonces, como antes, un grupo de figuras punteadas es aquel en el que cada cuatro figuras están punteadas; un grupo de puntos es un "punto" si no puede ampliarse sin dejar de ser un grupo de puntos.

En n dimensiones las definiciones siguen siendo las mismas, excepto que la relación de puntos original debe aplicarse a n + 1 figuras.

Los "puntos" se definen como clases de eventos utilizando los métodos anteriores y con el supuesto tácito de que cada evento "ocupa" un área más o menos ovalada.

Los "acontecimientos" deben entenderse en esta discusión como la materia prima indeterminada de la cual se derivan las definiciones geométricas. En otro contexto, tal vez necesitemos examinar lo que se entiende por "eventos" y luego podamos llevar nuestro análisis más lejos, pero por ahora consideramos la variedad de "eventos" con sus relaciones espaciales y temporales como datos empíricos.

La forma en que el orden espacial se desprende de nuestras suposiciones es algo compleja. Sin embargo, no diré nada sobre esto aquí, ya que hablé de este tema en el libro "Análisis de la Materia", donde también di un análisis mucho más completo de la definición de "puntos" (capítulos 28 y 29).

Es necesario decir algo sobre las propiedades métricas del espacio. Los astrónomos en sus libros populares nos sorprenden en primer lugar con historias sobre cuán inmensamente lejos están de nosotros muchas nebulosas, y luego con afirmaciones de que el universo es, en última instancia, finito y es un análogo tridimensional de la superficie de una esfera. Pero en sus libros menos populares dicen que la medición es sólo condicional y que, si quisiéramos, podríamos aceptar condiciones que llevarían al hecho de que las nebulosas más distantes que conocemos en el hemisferio norte estarían más cerca de nosotros. que las nebulosas del hemisferio opuesto. Si esto es así, entonces la inmensidad del universo no es un hecho, sino el resultado de condiciones. Creo que esto es sólo parcialmente cierto, pero aislar el elemento de convención en la medición no es una tarea fácil. Antes de intentar esto, hay que decir algo sobre la medición en sus formas elementales.

Las mediciones de distancias, incluso a nebulosas distantes, se basan en mediciones de distancias en la superficie de la Tierra, y las mediciones terrestres comienzan con el supuesto de que algunos cuerpos pueden considerarse aproximadamente rígidos. Si mide el tamaño de su habitación, asume que su vara de medir no se alarga ni acorta notablemente a medida que mide. El estudio militar británico determina la mayoría de las distancias mediante triangulación, pero este proceso requiere que al menos una distancia se mida directamente. De hecho, la línea principal elegida en la llanura de Salisbury se midió cuidadosamente de la forma elemental en que medimos el tamaño de nuestra habitación: se volvió a colocar una cadena, que por definición puede tomarse como una unidad de longitud, sobre la superficie de la tierra a lo largo de una línea lo más recta posible. Una vez determinada directamente esta longitud, el resto de la medición se realizaba midiendo ángulos y realizando los cálculos correspondientes: el diámetro de la Tierra, la distancia al Sol y a la Luna, e incluso las distancias a las estrellas fijas más cercanas podían determinarse sin ningún tipo de problema. medición directa adicional de longitudes.

Pero si este proceso se examina detenidamente, resulta que está lleno de dificultades. La suposición de que un cuerpo es "rígido" no tiene un significado definido hasta que establezcamos una métrica que nos permita comparar longitudes y ángulos en un momento determinado con longitudes y ángulos en otro momento, ya que un cuerpo "rígido" no cambia. su forma, sin tamaño. Pero entonces necesitamos una definición de "línea recta", ya que todos nuestros resultados serán incorrectos si la línea principal en la llanura de Salisbury y las líneas utilizadas en el proceso de triangulación no son rectas. Por tanto, parece que la medición presupone geometría (que permite definir una "línea recta") y conocimientos suficientes de física para justificar considerar ciertos cuerpos como aproximadamente rígidos y comparar distancias medidas en un momento con las medidas en otro. Las dificultades asociadas con esto son difíciles de superar, pero están cubiertas por suposiciones aceptadas de acuerdo con el sentido común.

El sentido común común admite, hablando en términos generales, que un cuerpo es rígido si parece rígido. La anguila no parece dura, pero la varilla de acero sí lo parece. Por otra parte, un guijarro en el fondo de un arroyo balbuceante puede parecer que se retuerce como una anguila, pero desde el punto de vista del sentido común, este guijarro es rígido, porque el sentido del tacto se considera desde este punto de vista. Es más confiable que la vista, y cuando cruzas el arroyo, caminas descalzo, sientes que el guijarro está duro. Argumentando de esta manera, habría que decir que el sentido común ordinario es, por así decirlo, newtoniano: está convencido de que en todo momento el cuerpo tiene una función intrínseca. una cierta forma y tamaño, igual o no igual a su forma y tamaño en otro momento. Si el espacio es absoluto, entonces esta creencia tiene algún significado, pero sin un espacio absoluto pierde inmediatamente todo significado. Sin embargo, debe haber una interpretación de la física que explique los avances muy significativos que surgen de los supuestos del sentido común ordinario.

Al igual que en la medición del tiempo, aquí intervienen tres factores: primero, una suposición que puede corregirse; en segundo lugar, las leyes físicas que, bajo este supuesto, resultan ser aproximadamente ciertas; en tercer lugar, un cambio en los supuestos que haga que las leyes físicas sean más precisas. Si permitimos que una varilla de acero, que parece rígida visual y táctilmente, mantenga su longitud sin cambios, encontraremos que la distancia de Londres a Edimburgo, el diámetro de la Tierra y la distancia a Sirio son casi constantes, pero un poco más cortas. en clima cálido que en clima frío. Entonces resultará más sencillo decir que su varilla de acero se expande cuando se calienta, especialmente cuando descubre que esto le permite considerar las distancias anteriores como casi constantes, y además decir que ve que el mercurio en el termómetro ocupa más espacio cuando clima cálido. Por lo tanto, usted admite que los cuerpos aparentemente rígidos se expanden debido al calor, y lo admite para simplificar la formulación de las leyes físicas.

Intentemos descubrir qué es condicional en este proceso y qué resulta ser un hecho físico. Es un hecho físico que si se toman dos varillas de acero de la misma temperatura ambiente y aparentemente de la misma longitud y se calienta una de ellas al fuego y se pone la otra en la nieve, cuando las compares después, resultará que el que estaba en llamas se verá un poco más largo que el que está en la nieve, pero cuando ambos vuelvan a estar a temperatura ambiente, esta diferencia desaparecerá. Parto aquí del supuesto de métodos precientíficos para determinar la temperatura: considero que un cuerpo frío o caliente es aquel que está caliente o frío al tacto. Como resultado de observaciones precientíficas tan toscas, decidimos que el termómetro proporciona una medida precisa de lo que miden aproximadamente nuestras sensaciones táctiles de calor y frío; Ahora podemos, como físicos, ignorar estas sensaciones táctiles y referirnos únicamente al termómetro. Sería una tautología decir que el mercurio de mi termómetro aumenta a medida que aumenta la temperatura, pero el hecho esencial es que todos los demás termómetros se comportan de manera similar. Este hecho establece una similitud entre el comportamiento de mi termómetro y el comportamiento de otros cuerpos.

Pero el elemento de convención no es exactamente como lo he establecido. No doy por sentado que mi termómetro sea correcto por definición; por el contrario, se acepta generalmente que todo termómetro en funcionamiento es más o menos impreciso. El termómetro ideal, al que los termómetros actuales apenas se acercan, es aquel que, al ser aceptado como exacto, hace que la ley general de expansión de los cuerpos a medida que aumenta su temperatura sea lo más precisa posible. Es un hecho empírico que siguiendo ciertas reglas en la fabricación de termómetros podemos acercarlos cada vez más al termómetro ideal, y es este hecho el que justifica el concepto de temperatura como una cantidad para un cuerpo determinado en un momento determinado. algún valor preciso que pueda desviarse ligeramente del valor dado por cualquier termómetro en funcionamiento.

Este proceso es el mismo en todos medidas fisicas. Las mediciones aproximadas conducen a una ley aproximada; los cambios en los instrumentos de medida (sujetos a la regla de que todos los instrumentos para medir la misma cantidad deben dar exactamente el mismo resultado posible) son capaces de hacer que la ley sea cada vez más precisa. Se considera que el mejor instrumento es aquel que da el mayor grado posible de precisión a la ley, y se cree que un instrumento ideal podría hacer que la ley sea absolutamente precisa.

Aunque esta situación pueda parecer complicada, todavía no lo es lo suficiente. Este proceso a veces está asociado con una sola ley y muy a menudo sucede que la ley en sí es aproximada. Las medidas de diferentes cantidades son interdependientes, como acabamos de ver en el ejemplo de la longitud y la temperatura, de modo que un cambio en la forma en que se mide una cantidad puede cambiar la medida de otra cantidad. Las leyes, condiciones y observaciones de hechos individuales están casi inextricablemente conectadas y mezcladas en el proceso real del desarrollo científico. El resultado de una observación suele expresarse en una forma que presupone ciertas leyes y ciertos supuestos condicionales; Si el resultado contradice un sistema de leyes y supuestos convencionales previamente aceptados, entonces se le puede dar al investigador una libertad considerable para elegir cuál de estas leyes o supuestos convencionales debe cambiar. Un ejemplo trillado de esto es el experimento de Michelson-Morley, en el que la interpretación más simple resultó implicar un cambio radical en las dimensiones temporal y espacial.

Pero volvamos a medir la distancia. Hay aquí un gran número de crudas observaciones precientíficas que sugieren los métodos de medición realmente utilizados. Si camina o anda en bicicleta por una carretera lisa, aplicando un esfuerzo uniforme e igual, le llevará aproximadamente la misma cantidad de tiempo por cada milla sucesiva de carretera. Si el camino está pavimentado, la cantidad de material necesario para una milla será aproximadamente la misma que la necesaria para otra milla. Si conduce un automóvil en la carretera, el tiempo que le llevará recorrer cada milla será aproximadamente el que esperaría según la lectura del velocímetro. Si basa los cálculos trigonométricos en el supuesto de que todas las millas siguientes son iguales, los resultados concordarán muy estrechamente con los obtenidos mediante medición directa. Etcétera. Todo esto demuestra que los números obtenidos mediante procesos de medición ordinarios son de gran importancia para la física y proporcionan la base para muchas leyes físicas o fisiológicas. Pero estas leyes, cuando se formulan, proporcionan una base para mejorar los procesos de medición y para reconocer los resultados de los procesos mejorados como más “precisos” cuando en realidad sólo son más convenientes.

Sin embargo, hay un elemento en el concepto de “exactitud” que es más que simplemente conveniente. Estamos acostumbrados al axioma de que dos cosas, por separado iguales a un mismo tercio, son iguales entre sí. Este axioma tiene una apariencia ostentosa y engañosa de obviedad a pesar de que la evidencia empírica está en contra. Mediante las pruebas más sutiles que se pueden aplicar, se puede encontrar que A es igual a B y que B es igual a C, pero que A es notablemente diferente a C. Cuando esto sucede, decimos que A no es realmente igual. a B o que B no es igual a C. Es bastante extraño que nos inclinemos a decir esto cuando se mejoran las técnicas de medición. Pero la base real de nuestra creencia en este axioma no es empírica. Creemos que la igualdad consiste en tener un bien común. Dos longitudes son iguales si tienen la misma magnitud, y es esta magnitud la que expresamos al medir. Si tenemos razón en esto, entonces el axioma es lógicamente necesario. Si A y B tienen la misma magnitud, y si B y C tienen la misma magnitud, entonces A y C necesariamente tienen la misma magnitud, a menos que todo lo medido tenga una sola magnitud.

Aunque esta creencia en la magnitud, como propiedad que puede ser común a diferentes cosas mensurables, está oculta e influye en el sentido común ordinario en su comprensión de lo que es obvio, no deberíamos aceptar esta creencia hasta que tengamos evidencia de su verdad en lo particular. cuestión que estamos considerando. La creencia de que cada uno de los términos de una serie tiene tal propiedad es lógicamente equivalente a la creencia de que existe una relación simétrica transitiva entre dos términos cualesquiera de la serie. (Esta equivalencia es lo que antes llamé el “principio de abstracción”). Así, al afirmar que hay una serie de cantidades llamadas “distancias”, estamos afirmando lo siguiente: entre los puntos de cualquier par de puntos y los puntos de cualquier otro par existe una relación transitiva simétrica o una relación transitiva asimétrica. En el primer caso decimos que la distancia entre los puntos de un par es igual a la distancia entre los puntos del otro par; en este último caso, según el significado de la relación, decimos que la primera distancia es menor o mayor que la segunda. La distancia entre dos puntos se puede definir como la clase de pares de puntos que tienen distancias iguales entre ellos.

Esto es todo lo que podemos decir sobre el tema de la medición, sin entrar en la discusión de la definición de líneas rectas, que ahora debemos abordar.

La línea recta surgió como un concepto óptico del sentido común cotidiano. Algunas líneas parecen rectas. Si se sostiene una varilla recta con el extremo opuesto al ojo, entonces la parte más cercana al ojo ocultará todo lo demás, mientras que si la varilla es curva, entonces la parte que se encuentra detrás de la curvatura será visible. Por supuesto, existen también otras razones de sentido común a favor del concepto de línea recta. Si el cuerpo gira, se forma una línea recta, el eje de rotación, que permanece inmóvil. Si estás parado en un vagón del metro, puedes saber cuándo el tren está tomando una curva porque tu cuerpo tiende a inclinarse hacia un lado o hacia el otro. También es posible establecer la rectitud hasta cierto punto mediante el tacto; Las personas ciegas son casi tan buenas para identificar formas como las personas videntes.

En geometría elemental, las líneas rectas se definen como un todo; su Característica principal es que una recta se define si se dan sus dos puntos. La posibilidad de considerar la distancia como una relación rectilínea entre dos puntos depende del supuesto de que existen líneas rectas. Pero en la geometría moderna, adaptada a las necesidades de la física, no existen líneas rectas en el sentido euclidiano, y la "distancia" está determinada por dos puntos sólo cuando están muy cerca uno del otro. Cuando dos puntos están ubicados lejos el uno del otro, primero debemos decidir qué ruta tomaremos de uno al otro, y luego sumar muchos pequeños segmentos de esta ruta. La recta más “recta” entre estos dos puntos será aquella en la que la suma de los segmentos sea mínima. En lugar de líneas rectas, deberíamos utilizar aquí "líneas geodésicas", que son rutas más cortas de un punto a otro que cualquier otra ruta que difiera de ellas. Esto viola la simplicidad de medir distancias, que pasa a depender de leyes físicas. Las complicaciones resultantes en la teoría de la medición geométrica no pueden entenderse sin un estudio más profundo de la conexión entre las leyes físicas y la geometría del espacio físico.

24. Espacio y tiempo. El espacio y el tiempo como formas universales de existencia de la materia. El principio de la unidad del mundo El espacio es un determinado entorno material o lógicamente concebible para la coexistencia de objetos materiales o concebibles.

Capítulo 4. CANTIDAD ESPACIAL Y ESPACIO CUALITATIVO Ya hemos visto anteriormente que la extensión no es simple y exclusivamente un modo de cantidad o, en otras palabras, si podemos hablar con seguridad de cantidad extendida o espacial, es en sí misma

Capítulo 23. EL TIEMPO QUE SE CONVIERTE EN ESPACIO Como dijimos antes, el tiempo en cierto sentido agota el espacio por la acción de la fuerza contractiva que representa y que tiende a reducir cada vez más la expansión espacial a la que se encuentra.

CAPÍTULO 6 EL ESPACIO EN PSICOLOGÍA La psicología trata el espacio no como un sistema de relaciones entre objetos materiales, sino como un rasgo característico de nuestras percepciones. Si pudiéramos adoptar el punto de vista del realismo ingenuo, entonces esta diferencia no supondría mucha diferencia.

CAPÍTULO 7 ESPACIO-TIEMPO Todo el mundo sabe que Einstein introdujo el concepto de espacio-tiempo en lugar de los conceptos de espacio y tiempo, pero las personas que no están familiarizadas con la física matemática suelen tener una idea muy vaga de la esencia de este reemplazo. Dado que este reemplazo es

La lógica de la construcción de teorías desarrolladas en la física clásica En la ciencia del período clásico, las teorías desarrolladas se crearon mediante la generalización y síntesis consistentes de esquemas teóricos y leyes particulares. De esta manera, se construyeron las teorías fundamentales de la física clásica.

Capítulo 4 LO QUE LLENA EL ESPACIO DEL UNIVERSO Comenzaremos este capítulo recordando que, según las teorías físicas fundamentales modernas, el espacio y el tiempo son formas de existencia de la materia. Quizás esta mención les parezca a algunos de los nuestros.

Computabilidad en la física clásica: ¿dónde estamos? A lo largo de este capítulo he tenido cuidado de no perder de vista el problema de la computabilidad y, al distinguir entre computabilidad y determinismo, he tratado de mostrar que la primera puede ser de igual importancia si

Capítulo 17 Enredo en Física y Psicología Investigadores, místicos y todos aquellos interesados en ayudar a crear mundo mejor, necesito muchos diferentes tipos claves para el futuro. La clave en la que me concentro en este libro es vivir, trabajar y jugar.

El espacio tridimensional de nuestro mundo cotidiano y/o el desarrollo directo de este concepto en física (el desarrollo, quizás a veces bastante sofisticado, pero directo, de modo que podemos decir: nuestro espacio ordinario es en realidad así). Este es el espacio en el que se determina la posición. cuerpos fisicos, en el que se produce el movimiento mecánico, el movimiento geométrico de diversos cuerpos físicos y objetos. 2) varios espacios abstractos en el sentido en que se entienden en matemáticas, que no tienen relación con el espacio ordinario (“físico”), excepto la relación de una analogía formal más o menos distante (a veces, en algunos casos simples, sin embargo, también es visible una conexión genética (por ejemplo, en el espacio de velocidades, en el espacio de momentos). Por lo general, se trata de algún tipo de espacios vectoriales o lineales abstractos, aunque a menudo están equipados con una variedad de estructuras matemáticas adicionales. Normalmente, en física el término espacio usado en este sentido necesariamente con una definición o adición aclaratoria (espacio de velocidades, espacio de color, espacio de estados, espacio de Hilbert, espacio de espinor) o, en casos extremos, en forma de una frase inseparable espacio abstracto. Sin embargo, estos espacios se utilizan para formular y resolver problemas bastante “terrenales” en el espacio tridimensional ordinario.

En física también se consideran una serie de espacios que ocupan una especie de posición intermedia en esta clasificación simple, es decir, aquellos que en un caso particular pueden coincidir con el espacio físico ordinario, pero en el caso general difieren de él (como el espacio de configuración ) o contener espacio ordinario como subespacio (como el espacio de fase, el espacio-tiempo o el espacio Kaluza).

En la mayoría de las ramas de la física, las propiedades mismas del espacio físico (dimensión, ilimitación, etc.) no dependen en modo alguno de la presencia o ausencia de cuerpos materiales. En la teoría general de la relatividad, resulta que los cuerpos materiales modifican las propiedades del espacio, o más precisamente, del espacio-tiempo, “curvan” el espacio-tiempo.

Uno de los postulados de cualquier teoría física (Newton, Relatividad General, etc.) es el postulado sobre la realidad de un espacio matemático particular (por ejemplo, el euclidiano en Newton).

ver también

Notas

Fundación Wikimedia. 2010.

Vea qué es "El espacio en física" en otros diccionarios:

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Libros

Espacio de sinergias. Vista desde arriba, G. G. Malinetsky. Hoy, la sinergia representa una de las alternativas más significativas en el campo del diálogo interdisciplinario entre las ciencias naturales y sociales. En Rusia…

Etcétera.

En el nivel de la percepción cotidiana, el espacio se entiende intuitivamente como un ámbito de acción, un contenedor común para los objetos en cuestión, la esencia de algún sistema. Desde un punto de vista geométrico, el término "espacio", sin mayor calificación, suele referirse al espacio euclidiano tridimensional. Sin embargo, este término puede tener un significado diferente, más amplio, incluso metafórico. Ejemplos:

Espacio estepario
Espacio intercelular
Espacio personal
espacio de ideas
Espacio multidimensional

Matemáticas

Ejemplos

Física

Uno de los postulados de cualquier teoría física (Newton, la Relatividad General, etc.) es un postulado sobre la realidad de un espacio matemático particular (por ejemplo, el espacio euclidiano de Newton).

Psicología / Lingüística

Espacio personal

Fantástico

ver también

Berlyant A.M. Imagen del espacio: mapa e información. - M.: Mysl, 1986. - 240 p.

Fundación Wikimedia. 2010.

Vea qué es "Espacio (física)" en otros diccionarios:

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Espacio, tiempo, materia.- “ESPACIO, TIEMPO, MATERIA”, obra final de G. Weyl sobre la teoría de la relatividad, que se ha convertido en un clásico (Weyl H. Raum, Zeit, Materie. Verlesungen ueber allgemeine Relativitaetstheorie. Berlin, 1. Aufl. 1918; 5. Aufl. 1923; traducción rusa.: Weil P...

Espacio- Espacio ♦ Espacio Lo que queda si se elimina todo; vacío, pero vacío en tres dimensiones. Está claro que el concepto de espacio es una abstracción (si realmente eliminamos todo, entonces no quedará nada y ya no será espacio, pero... ... Diccionario filosófico de Sponville

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El espacio de Misner es un espacio-tiempo matemático abstracto que es una simplificación de la solución Taub de la NUT, descrita por primera vez por Charles Misner de la Universidad de Maryland. También conocido como orbifold de Lorentz, se puede simplificar... ... Wikipedia

Libros

Física de la descarga luminosa, A. A. Kudryavtsev, A. S. Smirnov, L. D. Tsendin. El libro presenta sistemáticamente la física moderna de la combustión lenta. descargas de gases(brilla), es decir, descargas de corriente relativamente baja de presión baja y media con un plasma de alto desequilibrio.…

Ministerio de Ciencia, escuela secundaria y política técnica

Federación Rusa

Orden Estatal de Saratov de la Bandera Roja del Trabajo

Universidad que lleva el nombre N. G. Chernyshevsky

RESUMEN DE FILOSOFÍA

solicitante del título de Ph.D.

Ingeniero del Departamento de Física del Estado Sólido

Babayan Andrey Vladimirovich.

Tema: Espacio y tiempo en física.

Sarátov - 1994

INTRODUCCIÓN 2

1. Desarrollo de conceptos espacio-temporales.

en mecánica clásica 3

2. Espacio y tiempo en la teoría de la relatividad

Alberto Einstein 8

2.1. Relatividad especial 8

2.2. Espacio y tiempo en teoría general.

relatividad y relativista

cosmología 10

3. Espacio y tiempo en la física del micromundo 15

3.1. Representaciones espaciotemporales

mecánica cuántica 15

3.2. Discontinuidad y continuidad del espacio y

tiempo en la física del micromundo 18

3.3. El problema del espacio macroscópico y

tiempo en microcosmos 20

CONCLUSIÓN 23

LITERATURA 24

INTRODUCCIÓN

El materialismo dialéctico parte del hecho de que “en el mundo

No hay nada más que materia en movimiento, y la materia en movimiento no es

puede moverse de manera diferente que en el espacio y el tiempo"(*).

El espacio y el tiempo, por tanto, son fundamentales.

formas de existencia de la materia. Física clásica

Consideró el continuo espacio-tiempo como

ámbito universal de la dinámica de los objetos físicos. Sin embargo

desarrollo de la física no clásica (física de partículas,

física cuántica, etc.) proponen nuevas ideas sobre

espacio y tiempo. Resultó que estas categorías están inextricablemente

conectados entre sí. Han surgido diferentes conceptos: según algunos,

No hay nada en el mundo excepto vacío, retorcido.

El espacio y los objetos físicos son sólo manifestaciones.

este espacio. Según otros, espacio y tiempo.

inherente sólo a objetos macroscópicos.

Como puede ver, la física moderna ha crecido mucho y

ha perdido la unidad que en sus distintas secciones existen directamente

declaraciones opuestas sobre la naturaleza y el estado del espacio y

tiempo. Este hecho requiere un estudio cuidadoso, ya que

Puede parecer que las ideas de la física moderna.

Contradicen las disposiciones fundamentales de la dialéctica.

materialismo.

Es cierto que cabe señalar que en el discurso de la física moderna

se trata de espacio y tiempo como conceptos fisicos qué tal si

estructuras matemáticas específicas dotadas

interpretaciones semánticas y empíricas correspondientes

en el marco de ciertas teorías, y que la clarificación de la macroscopicidad

no tiene estructuras similares relación directa a la posición

materialismo dialéctico sobre la universalidad del espacio y

tiempo, ya que este es el punto ya esta en marcha sobre categorías filosóficas.

Es recomendable comenzar el estudio con ideas.

antigua filosofía natural, analizando luego todo el proceso de desarrollo

ideas espacio-temporales hasta nuestros días.

DDDDDDDDDDD

(*) Lenin V.I. PSS, volumen 18, pág. 181.

1. DESARROLLO DEL ESPACIO-TEMPORAL

REPRESENTACIONES EN FÍSICA CLÁSICA.

En el análisis de las doctrinas antiguas sobre el espacio y el tiempo.

Centrémonos en dos: el atomismo de Demócrito y el sistema de Aristóteles.

La doctrina atómica fue desarrollada por materialistas.

Antigua Grecia Leucipo y Demócrito. Según esta doctrina,

toda la diversidad natural se compone de partículas diminutas

materia (átomos) que se mueven, chocan y

combinados en el espacio vacío. Átomos (ser) y vacío (

inexistencia) son los orígenes del mundo. Los átomos no surgen y no

son destruidos, su eternidad proviene del principio sin principio

tiempo. Los átomos se mueven en el vacío durante un tiempo infinito.

El espacio infinito corresponde al tiempo infinito.

Los defensores de este concepto creían que los átomos son físicamente

indivisibles por la densidad y la ausencia de vacío en ellos. Un montón de

Los átomos que no están separados por el vacío se convierten en uno.

un gran átomo que agota al mundo.

El concepto en sí se basaba en los átomos, que

combinado con el vacío forma todo el contenido mundo real. EN

estos átomos se basan en ameros (mínimo espacial

asunto). La falta de piezas entre los amers sirve como criterio.

indivisibilidad matemática. Los átomos no se descomponen en ameros, pero

estos últimos no existen en un estado libre. Esto coincide con

Ideas de la física moderna sobre los quarks.

Caracterizar el sistema de Demócrito como una teoría teótica de la estructura

niveles de materia: físico (átomos y vacío) y

matemático (amers), nos enfrentamos a dos

espacios: espacio físico continuo como

contenedor y espacio matemático basado en amers

como unidades de escala de extensión de materia.

Según el concepto atomista del espacio.

Demócrito resolvió cuestiones sobre la naturaleza del tiempo y el movimiento. EN

Más tarde, Epicuro los desarrolló hasta convertirlos en un sistema. Epicuro

consideró las propiedades del movimiento mecánico basándose en

naturaleza discreta del espacio y el tiempo. Por ejemplo,

La propiedad de la isotaquia es que todos los átomos se mueven con

la misma velocidad. A nivel matemático, la esencia de la isotaquia.

es que en el proceso de movimiento los átomos pasan a través de uno

"átomo" de espacio por un "átomo" de tiempo.

Así, los antiguos atomistas griegos distinguían dos tipos.

espacio y tiempo. En sus ideas se hicieron realidad.

conceptos sustanciales y atributivos.

Aristóteles comienza su análisis con problema general oh

existencia del tiempo, luego lo transforma en una pregunta sobre

existencia del tiempo divisible. Análisis de tiempo adicional

realizado por Aristóteles ya en el nivel físico, donde el principal

Presta atención a la relación entre tiempo y movimiento. Aristóteles

muestra. que el tiempo es impensable, no existe sin movimiento, pero

no es el movimiento en sí.

Este modelo de tiempo implementa el concepto relacional.

Puedes medir el tiempo y seleccionar sus unidades usando

cualquier movimiento periódico, pero para que el resultado

el valor era universal, es necesario utilizar el movimiento con

velocidad máxima. En la física moderna esto es velocidad.

luz, en la antigüedad y filosofía medieval- velocidad de movimiento

esfera celestial.

El espacio para Aristóteles actúa como una especie de

relación entre objetos del mundo material, se entiende como

La mecánica de Aristóteles funcionó sólo en su modelo.

paz. Fue construido sobre fenómenos obvios del mundo terrenal. Pero

este es sólo uno de los niveles del cosmos de Aristóteles. Su

modelo cosmológico funcionó en un finito no homogéneo

espacio, cuyo centro coincidía con el centro de la Tierra. Espacio

estaba dividido en niveles terrenal y celestial. terrenal consiste en

cuatro elementos: tierra, agua, aire y fuego; celestial - de

cuerpos etéricos en movimiento circular sin fin.

Este modelo duró unos dos mil años.

Sin embargo, había otras disposiciones en el sistema de Aristóteles,

que resultó ser más viable y en gran medida determinado

desarrollo de la ciencia hasta la actualidad. Esto es sobre

La enseñanza lógica de Aristóteles sobre la base de la cual se

Se desarrollaron las primeras teorías científicas, en particular la geometría.

En la geometría de Euclides, junto con definiciones y axiomas.

También se encuentran postulados, que son más característicos de la física que

aritmética. Los postulados formulan aquellas tareas que

se consideraron resueltos. Este enfoque presenta un modelo

teoría que todavía funciona hoy: el sistema axiomático y

la base empírica está sujeta a reglas operativas.

La geometría de Euclides es el primer sistema lógico de conceptos,

Interpretar el comportamiento de algunos objetos naturales. Enorme

El mérito de Euclides es la elección como objetos de la teoría.

cuerpo sólido y rayos de luz.

G. Galileo reveló la inconsistencia de la imagen aristotélica.

mundo tanto en términos empíricos como teórico-lógicos. CON

usando un telescopio, mostró claramente qué tan profundos estaban

ideas revolucionarias de N. Copérnico, quien desarrolló

Modelo heliocéntrico del mundo. El primer paso para desarrollar la teoría.

1. Cada planeta se mueve en una elipse, en uno de los focos.

donde se encuentra el Sol.

2. El área del sector orbital, descrito por el radio vector del planeta,

cambia proporcionalmente al tiempo.

3. Los cuadrados de los tiempos de revolución de los planetas alrededor del Sol se relacionan como

cubos de sus distancias promedio al Sol.

Galileo, Descartes y Newton consideraron varias combinaciones

conceptos de espacio e inercia: Galileo reconoce el vacío

espacio y movimiento circular inercial, Descartes alcanzó

ideas de movimiento inercial rectilíneo, pero negó el vacío

espacio, y sólo Newton unió el espacio vacío y

movimiento de inercia rectilíneo.

Descartes no se caracteriza por ser consciente y sistemático.

teniendo en cuenta la relatividad del movimiento. Sus ideas son limitadas.

en el marco de la geometrización de los objetos físicos le es ajeno

Interpretación newtoniana de la masa como resistencia inercial

cambiar. Newton se caracteriza por una interpretación dinámica.

masas, y en su sistema este concepto jugó un papel fundamental

role. Para Descartes, el cuerpo conserva un estado de movimiento o reposo,

porque esto es requerido por la inmutabilidad de la deidad. Lo mismo

válido para Newton debido a la masa corporal.

Newton introdujo los conceptos de espacio y tiempo.