Прастора ў фізіцы

З пляцоўкі Вікіпедыя
Перайсці да: рух, знайсці
Класічная механіка

Другі закон Ньютана
Гісторыя…
Гл. таксама «Фізічны партал»


У фізіцы тэрмін прастора разумеюць, у асноўным, у двух сэнсах:

1) так званая звычайная прастора, якая называецца таксама фізічнай прасторай[1] — трохмерная прастора нашага штодзённага свету і/або прамое развіццё гэтага паняцця ў фізіцы (развіццё, магчыма, часам дастаткова дасканалае, але прамое, так што можна сказаць: наша звычайная прастора на самай справе такая). Гэта прастора, у якой вызначаецца становішча фізічных цел, у якім адбываецца механічны рух, геаметрычнае перасоўванне розных фізічных цел і аб'ектаў.

2) розныя абстрактныя прасторы ў тым сэнсе, як яны разумеюцца ў матэматыцы, якія не маюць да звычайнай («фізічнай») прасторы ніякага дачынення, акрамя адносіны больш ці менш далёкай фармальнай аналогіі (часам, у асобных простых выпадках, праўда, праглядаецца і генетычная сувязь, напрыклад для прасторы скарасцей, імпульснай прасторы). Звычайна гэта тыя ці іншыя абстрактныя вектарныя або лінейныя прасторы, зрэшты, часта забяспечаныя разнастайнымі дадатковымі матэматычнымі структурамі. Як правіла, у фізіцы тэрмін прасторы ўжываецца ў гэтым сэнсе абавязкова з удакладняючым вызначэннем або дадаткам (прастора скарасцей, каляровая прастора, прастора станаў, гільбертава прастора, прастора спінараў), ці, у крайнім выпадку, у выглядзе непарыўнага словазлучэння абстрактная прастора. Такія прасторы выкарыстоўваюцца аднак для пастаноўкі і вырашэння цалкам «зямных» задач у звычайнай трохмернай прасторы.

Разглядаюцца ў фізіцы і шэраг прастор, якія займаюць як бы прамежкавае становішча ў гэтай простай класіфікацыі, гэта значыць такія, якія ў прыватным выпадку могуць супадаць са звычайнай фізічным прасторай, але ў агульным выпадку — адрознівацца ад яе (як, напрыклад, канфігурацыйная прастора) або ўтрымліваць звычайную прастору ў якасці падпрасторы (як фазавую прастору, прастору-час або прастору Калуцы).

У тэорыі адноснасці ў яе стандартнай інтэрпрэтацыі прастора[2] аказваецца адным з праяўленняў адзінай прасторы-часу, і выбар каардынат у прасторы-часу, у тым ліку і падзел іх на прасторавыя і часавую, залежыць ад выбару канкрэтнай сістэмы адліку.[3]

У большасці раздзелаў фізікі самі ўласцівасці фізічнай прасторы (размернасць, неабмежаванасць і г. д.) ніяк не залежаць ад прысутнасці ці адсутнасці матэрыяльных цел. У агульнай тэорыі адноснасці аказваецца, што матэрыяльныя целы мадыфікуюць уласцівасці прасторы, а дакладней, прасторы-часу, «скажаюць» прастору-час.

Адным з пастулатаў любой фізічнай тэорыі (Ньютана, АТА і г. д.) з'яўляецца пастулат аб рэальнасці тае ці іншай матэматычнай прасторы (напрыклад, еўклідавай у Ньютана).

Гл. таксама[правіць | правіць зыходнік]

Зноскі

  1. Фізічная прастора — гэта ўдакладняючы тэрмін, які выкарыстоўваецца для размежавання гэтага паняцця як ад больш абстрактнага (пазначаецца ў гэтай апазіцыі як абстрактная прастора), так і для адрознівання рэальнай прасторы ад занадта спрошчаных яе матэматычных мадэлей.
  2. Тут маецца на ўвазе трохмерная «звычайная прастора», г.зн. прастора ў разуменні (1), як апісана ў пачатку артыкула. У традыцыйных рамках тэорыі адноснасці стандартным з'яўляецца менавіта такое ўжыванне тэрміна (а для чатырохмернай прасторы Мінкоўскага або чатырохмернай псеўдарыманавай мнагастайнасці агульнай тэорыі адноснасці выкарыстоўваецца адпаведна тэрмін прастора-час). Аднак у больш новых працах, асабліва калі гэта не можа выклікаць блытаніны, тэрмін прастора ўжываюць і ў дачыненні да прасторы-часу ў цэлым. Напрыклад, калі кажуць аб прасторы размернасці 3+1, маецца на ўвазе менавіта прастора-час (а запіс размернасці ў выглядзе сумы абазначае сігнатуру метрыкі, як раз і вызначае колькасць прасторавых і часавых каардынат гэтай прасторы; ў многіх тэорыях колькасць прасторавых каардынат адрозніваецца ад трох; існуюць і тэорыі з некалькімі часавымі каардынатамі, але апошнія вельмі рэдкія). Аналагічна кажуць «прастора Мінкоўскага», «прастора Шварцшыльда», «прастора Кера» і г.д.
  3. Магчымасць выбару розных сістэм прасторава-часавых каардынат і пераходу ад адной такой сістэмы каардынат да іншай, аналагічны магчымасці выбару розных (з розным напрамкам восей) сістэм дэкартавых каардынат у звычайнай трохмернай прасторы, прычым ад адной такой сістэмы каардынат можна перайсці да іншай паваротам восей і адпаведным пераўтварэннем саміх каардынат — лікаў, якія характарызуюць становішча кропкі ў прасторы адносна дадзеных канкрэтных дэкартавых восей. Аднак варта заўважыць, што пераўтварэнні Лорэнца, якія служаць аналагам паваротаў для прасторы-часу, не дапускаюць непарыўнага павароту восі часу да адвольнага напрамку, напрыклад, вось часу нельга павярнуць да процілеглага кірунку і нават да перпендыкулярнага (апошняму адпавядаў бы рух сістэмы адліку са скорасцю святла).