Пространство и Свет как первичные понятия.

Модераторы: morozov, mike@in-russia, Editor

Владимир
Сообщения: 51
Зарегистрирован: Чт июн 01, 2006 2:32

Пространство и Свет как первичные понятия.

Номер сообщения:#1   Владимир »

Пространство и Свет как первичные понятия.

Пространство, Свет, Время и Масса являются основными первичными понятиями физики как классической, так и релятивистской. ("Первичными" я называю физические понятия, определяемые строгими определениями как "вещь в себе", опираясь на здравый смысл и не привлекая другие первичные понятия). "Вторичные" физические понятия определяются в результате неких "взаимоотношений" первичных понятий. Например, с точки зрения "взаимоотношений" времени и пространства возможны лишь два взаимоисключающих варианта, которые я формулирую в виде постулатов:

«1. Постулат ньютоновского времени: Время и пространство взаимно независимы» => "начало ньютоновской (классической) физики" (классическое начало).
и альтернативный ему
«2. Постулат релятивистского времени: Время и пространство неразрывно связаны» => "начало не-ньютоновской (релятивистской) физики" (релятивистское начало).

Ньютон впервые явно постулировал взаимную независимость времени и пространства. Дальнейшее развитие классической физики, вплоть до настоящего времени, шло с явным или неявным условием независимости времени и пространства, что дает нам право назвать постулат ньютоновского времени "началом ньютоновской (классической) физики" (подобно началам термодинамики). В рамках классического начала, где в качестве основания постулируется галилеев принцип относительности, строится ньютоновская (классическая) механика, в которой свет рассматривается (постулируется) как "обычная" классическая частица ("частица света", например, малый элемент сферического фронта, выделенный в направлении луча света или просто ньютоновская корпускула света. В рамках классического начала скорость частицы света определяется как механическая скорость, в частности, допускается сложение механической скорости источника света и скорости света, которая в этом контексте рассматривается как механическая.)

Напротив, постулат релятивистского времени я называю "началом не-ньютоновской (релятивистской) физики". В рамках релятивистского начала для построения Релятивистской Кинематики (без света), в качестве основания, необходим и достаточен эйнштейновский принцип относительности. С добавлением в основания принципа постоянства скорости света (предварительно определенного как первичное понятие) Релятивистская Кинематика обобщается до Специальной Теории Относительности.

Пространство как первичное понятие. Реальным пространством я называю то, что мы наблюдаем непосредственно вокруг нас (глазами или "мысленным взором") без какого-либо описания. Действительно, мы наблюдаем реальные объекты не изолированно, но вместе с некой "окрестностью". Вот эти "окрестности", объединенные по всем наблюдаемым объектам, я и называю реальным пространством. При этом полагаю, что наблюдаемые объекты просто "вложены" в реальное пространство и, в принципе, могут быть удалены из него. Таким образом, мы можем даже представить реальное пространство вообще без каких-либо объектов, как таковое ("ящик без стенок"), нисколько не насилуя, при этом, свой здравый смысл.

Как только мы попытаемся описать реальное пространство (словами, математическими символами и т.п.), мы фактически уже говорим не о реальном пространстве, но о нашем представлении его в нашем сознании, т.е. о некоторой его модели. Такую модель реального пространства я называю физическим пространством. Для построения (описания) физического пространства базисным понятием является понятие математического пространства. Математическое пространство строится средствами математики сколь угодно строго, определяются его объекты, свойства, возможности и т.д., присваивается название. Далее, математическим объектам, свойствам, возможностям и т.д. придается физический смысл (физическая интерпретация), и тогда именно такое, физически интерпретированное пространство, называем физическим. И наконец, объектам физического пространства ставятся в соответствие объекты реального пространства, для которых соответствующие свойства, возможности и т.д. допускают проверку опытом.

И если физическое пространство, построенное на базе такого математического пространства, интерпретируется как реальное пространство полностью и без противоречий, то эти пространства отождествляются (в смысле изоморфизма — “математическое пространство <=> физическое пространство <=> реальное пространство”), им приписывается общее название, как правило, название математического пространства. Например, если математическое пространство определено как 3-х мерное евклидовое, в соответствии со строгим определением этих понятий в математике, то и соответствующее физическое и реальное пространства, в случае их изоморфности, называются 3-х мерными евклидовыми. Именно в этом, и только в этом смысле наше реальное пространство является 3-х мерным евклидовым пространством. Само по себе, реальное пространство не является ни евклидовым, ни каким-либо иным. Сказанное относится и к геометрии реального пространства, т.е. если, в дополнение к сказанному, в математическом пространстве построена евклидовая геометрия, то только в этом случае можно говорить, что геометрия нашего реального пространства евклидовая.

Далее, термином «пространство» я называю любое, в зависимости от контекста, из указанных изоморфных пространств — реальное, физическое или математическое, имея в виду возможность свободного перехода от одного к другому в наших теориях.


Далее предполагается, что все рассуждения ведутся в евклидовом пространстве и в вакууме (световой вакуум = физическая среда никак не влияющая на свет) и в рамках "начала не-ньютоновской (релятивистской) физики". Полагаем также известными основные понятия классической кинематики.

1. Свет как первичное понятие. Свет — особая субстанция, для которой неприменимы в "обычном" виде понятия классической физики, такие как движение, скорость и др. Свет не движется в пространстве, но заполняет пространство в соответствии с принципом Гюйгенса. Самое "первое" свойство света — свет делает для нас видимым пространство и объекты в этом пространстве и в этом "первом приближении" можно даже отождествить пространство и свет.

Но физика, классическая или иная, немыслима без понятий движения, скорости и т.п., поэтому эти понятия для света следует вводить специальными определениями (Везде далее слова "определение, определить" следует понимать в смысле дать определение, и только после этого, если это необходимо, — в смысле вычислить, найти и т.п.). Кроме того, свет является физическим носителем информации, поэтому все сказанное о свете можно формулировать в терминах информации.

2. Движение света (как таковое) определяется только при определении траектории. Траектория света (луч) определяется как линия, соединяющая источник света с приёмником света (для простоты полагаем их точечными, т.е. траектория определяется как единственная линия в соответствии с принципом наименьшего действия, который для света сводится к принципу Ферма – принципу наименьшего времени. В однородном пространстве это прямая, в том числе ломаная прямая при наличии зеркал.). Движение света определяем как движение по траектории от источника к приемнику. При этом "источник + траектория света + приемник" рассматривается как единое целое (единый объект) в том смысле, что любую точку траектории можно рассматривать как виртуальный приемник относительно реального источника, а также как виртуальный источник для другого виртуального или реального приемника (принцип Гюйгенса на траектории). Во всех случаях, когда указывается только источник или только приемник (или ни то, ни другое), любые утверждения о движении света не имеют смысла, например, бессмысленно говорить о движении (скорости) света относительно объекта, не являющимся (ни реальным, ни виртуальным) источником света. В частности, бессмысленно говорить о сложении механической скорости источника и скорости света от этого источника (сказанное не относится к рассмотрению света в рамках классического начала, где допускается (но не требуется с необходимостью) сложение механической скорости источника и скорости распространения "точки" света).

3. Постулат "Постоянство Скорости Света": При любом расположении в пространстве источника и приемника и при любом их относительном движении предполагается, что существует траектория, их связывающая, и свет движется по этой траектории от источника к приемнику с постоянной скоростью. Эта скорость равна фундаментальной физической константе (скаляр), именуемой "Скорость Света в вакууме" и обозначаемой обычно буквой c . (Обращаю внимание, что константа cскаляр. В случае необходимости рассмотрения векторного движения света, это делается за счет векторного описания траектории света.)

4. В теоретических рассуждениях, где собственно свет не является объектом изучения, и имея в виду т.н. дуализм волна/частица, свет обычно рассматривается как монохроматическая волна с фиксированными длиной волны и частотой, или же как точечная частица, именуемая фотон с двумя параметрами, имеющими размерность длины и частоты ("размер" и "энергия") фотона. Имея в виду одинаковость параметров волны и фотона, можно не конкретизировать объект волна/частица и говорить просто о свете с этими параметрами. Фиксация частоты \nu (и волны, и фотона) фиксирует энергию света E=h\nu, что и сводит принцип наименьшего действия к принципу Ферма min(Et)=Emin(t).

5. Если определено расстояние \Delta x между источником и приемником (длина траектории), то определение скорости света c позволяет определить (в смысле — дать определение и в смысле — вычислить в соответствии с этим определением) время прохождения света от источника до приемника \frac{\Delta x}{c} и тогда, если в точке источника некоторым образом определен момент времени t ("кинетическое" время), то в точке приемника (глядя из точки источника как точки отсчета), то же определение времени дает момент T=t+\frac{\Delta x}{c} ("потенциальное" время). Точно так же определяется время в любой точке траектории x', отстоящей от источника на расстоянии \delta x' (по траектории): t'=t+\frac{\delta x'}{c} . И поскольку "источник + траектория + приемник" рассматривается как единый объект, события: «источник в момент времени t», «приемник в момент времени T=t+\frac{\Delta x}{c} » и «любая точка траектории x' в момент времени t'=t+\frac{\delta x'}{c}», определяются как одновременные.

Продолжение см. https://yadi.sk/i/Gqym5xuzoCqttQ (.pdf)

С уважением, Владимир

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 35037
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Re: Пространство и Свет как первичные понятия.

Номер сообщения:#2   morozov »

Все-таки советую читать Эйнштейна. У него все без соплей, строго аргументировано и привязано к экспериментальным данным в виде электромагнитной теории. Только на это должен ориентироваться физик.

Важное понятие здесь система отсчета. Эйнштейн определяет это как систему линеек и часов. Синхронизация часов не играет в теории особой роли, это прием расчета. Кстати синхронизация не всегда возможна.

Вряд ли можно понять теорию относительности без введения понятия системы отсчета.
Движение света определяем как движение по траектории от источника к приемнику....
Надеюсь автор не выступает как автор новой теории. Текст ни к черту. Необходимо ссылаться на предшественников и желательно не переопределять известные понятия.

непонятно зачем это написано. Похоже автор тоже этого не знает.
С уважением, Морозов Валерий Борисович

jurij
Сообщения: 656
Зарегистрирован: Сб июл 02, 2011 10:58

Re: Пространство и Свет как первичные понятия.

Номер сообщения:#3   jurij »

morozov писал(а):
Пн окт 05, 2020 19:12
Надеюсь автор не выступает как автор новой теории.
Берите выше. Теория, какая бы новая не была, опирается на общепринятую систему физических категорий, пространство, время, масса. Здесь же автор вводит новую категорию - свет. Это означает(впрочем это не значит, что автор это понимает), что он хочет описать что-то, что не укладывается в прежнюю систему понятий, т.е. не может быть описано в их рамках. Увы, но из текста это никак не следует. И еще, принципиальное отличие взглядов Ньютона от "эйнштенистов" всех мастей в том, что он неоднократно разъяснял, что пространство и время в его механике, это сугубо ФОРМАЛЬНЫЕ понятия. В те далекие времена физика была частью натурфилософии, т.е., если можно так выразится, была под контролем философии. Суть этого контроля была простой - категории и выводы физики сопоставлялись со здравым смыслом, т.е. философскими представлениями об окружающем мире. Последним натурфилософом был, пожалуй, Г. Лоренц, который, например, сокращение размеров тел пытался хоть как-то обосновать (давлением эфира) с точки зрения пресловутого здравого смысла. В нынешней физике по части здравого смысла, творится полный шабаш...

катюша
Сообщения: 915
Зарегистрирован: Вс май 12, 2013 20:37

Re: Пространство и Свет как первичные понятия.

Номер сообщения:#4   катюша »

Помимо остального бреда, пункты 5 и 3 явно противоречат между собой: например, если источником света является Солнце, а приёмник на Земле, то здесь имеют место два типа заблуждения, которые основаны на одном и том же - в не понимании явления. Первое: если наблюдатель утверждает, что свет был испущен около 8 мин. назад, тем самым мгновенно перемещается ( мысленно) к источнику; и второе, если же он утверждает, что исходя из предельной скорости передачи сигнала ( скорости света) они с источником одновременны, то опять же, придётся мгновенно перебираться к источнику: что противоречит пункту 3. P.S. В общем случае: о какой одновременности может быть речь при соблюдении принципа причинности: причина никак не может быть одновременной со следствием даже в собственной системе отсчета.

Владимир
Сообщения: 51
Зарегистрирован: Чт июн 01, 2006 2:32

Re: Пространство и Свет как первичные понятия.

Номер сообщения:#5   Владимир »

катюша писал(а):
Вт окт 06, 2020 11:44
Помимо остального бреда, пункты 5 и 3 явно противоречат между собой: например, если источником света является Солнце, а приёмник на Земле, то здесь имеют место два типа заблуждения, которые основаны на одном и том же - в не понимании явления. Первое: если наблюдатель утверждает, что свет был испущен около 8 мин. назад, тем самым мгновенно перемещается ( мысленно) к источнику; и второе, если же он утверждает, что исходя из предельной скорости передачи сигнала ( скорости света) они с источником одновременны, то опять же, придётся мгновенно перебираться к источнику: что противоречит пункту 3. P.S.
Уважаемая Катюша!
Вы не поняли самого главного в понятии одновременности, а именно — релятивистская одновременность отличается от классической одновременности как релятивистское начало отличается от классического начала. Если события x1(t1) и x2(t2) одновременны как релятивистские, то Δt=Δx/c, а если эти события одновременны как классические, то Δt=0. Вы пытаетесь опровергнуть релятивистскую одновременность Δt=Δx/c, ссылаясь на классическую Δt=0 (см. в Вашем тексте "Первое: если наблюдатель утверждает, что свет был испущен около 8 мин. назад (так утверждает классический наблюдатель. Релятивистский наблюдатель утверждает, что он видит свет в момент испускания), тем самым мгновенно (?!) перемещается ( мысленно) к источнику;")
В общем случае: о какой одновременности может быть речь при соблюдении принципа причинности: причина никак не может быть одновременной со следствием даже в собственной системе отсчета.
Это утверждение классической физики. В релятивистской физике Причина и Следствие одновременны, в противном случае нарушается их причино-следственная связь.

С уважением, Владимир

катюша
Сообщения: 915
Зарегистрирован: Вс май 12, 2013 20:37

Re: Пространство и Свет как первичные понятия.

Номер сообщения:#6   катюша »

Если Вы имеете ввиду пространственноподобный интервал, то даже в этом случае СТО ( релятивистская механика) подчиняется принципу причинности ( об этом можно читать в учебнике или даже в Вики). P.S. То, что с принципом причинности шутки плохи знали даже до классической механики: надпись на древнеримских часах: "Больше, чем ты думаешь.".

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 35037
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Re: Пространство и Свет как первичные понятия.

Номер сообщения:#7   morozov »

Релятивистский наблюдатель утверждает, что он видит свет в момент испускания
Свет в момент испускания можно увидеть только находясь в той же точке. Не надо изобретать велосипед, все ходы уже записаны с учетом всего. Наиболее просто и точно в этой книге. Осталось только прочитать.
http://eqworld.ipmnet.ru/ru/library/boo ... 963ru.djvu
С уважением, Морозов Валерий Борисович

Владимир
Сообщения: 51
Зарегистрирован: Чт июн 01, 2006 2:32

Re: Пространство и Свет как первичные понятия.

Номер сообщения:#8   Владимир »

morozov писал(а):
Ср окт 07, 2020 11:49
Релятивистский наблюдатель утверждает, что он видит свет в момент испускания
Свет в момент испускания можно увидеть только находясь в той же точке.
Совершенно верно. Только момент испускания света и само испускание в классической физике и в релятивистской различны. В классической физике, если фиксированы источник и приемник, момент испускания света и само испускание абсолютны и, разумеется, чтобы увидеть испускание классический наблюдатель должен физически находиться в источнике. С точки зрения релятивистского наблюдателя все не так. Любая точка траектории является виртуальным приемником и, в то же время — виртуальным источником в соответствие с принципом Гюйгенса, а в конечной точке траектории (в приемнике, где находится наблюдатель) становится для наблюдателя реальным источником света. Именно этот реальный источник видит наблюдатель в приемнике в момент "сейчас" его времени. А вся история движения света от классического источника до наблюдателя становится его "прошлым" и сохраняется разве лишь в памяти наблюдателя или в подходящей теории.
Отказ от классической одновременности в пользу релятивистской требует, например, пересмотра интерпретаций некоторых наблюдений в астрономии.

С уважением, Владимир.

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 35037
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Re: Пространство и Свет как первичные понятия.

Номер сообщения:#9   morozov »

Я все-таки отнес разговоры такого уровня, как и обсуждение СТО, в "Оффтопик".

Пайс:
Подход Эйнштейна к понятию одновременности в 1905 г,
явился результатом многолетних размышлений, повлекших за
собой новое физическое толкование глобальной лоренц-идвариант-
ности. Спустя всего два года ов понял, что дальнейшее расшире-
ние принципов СТО требует пересмотра применения его излюб-
ленного метода. Еще в 1907 г. ои ясно видел, что принцип экви-
валентности не сможет претендовать на общую справедливость
до тех пор, пока вепонятно, как быть с лоренд-инвариантностью.
Эйнштейн тогда не знал, что лоренц-инвариантность вновь по-
надобится, но в новом, локальном варианте. Кто-нибудь другой,
возможно, отказался бы от принципа эквивалентности, с тем что-
бы сохранить глобальную инвариантность. Кто-нибудь другой, но
не Эйнштейн. С редким бесстрапшем он начал идти по новому
пути. В течение последующих восьми лет у него не было выбо-
ра — он должен был идти вперед. С этого момента изменился
и его стиль. Если работа 1905 г. напоминает мне произведения
Моцарта, то статьи 1907—1915 гг. вызывают в памяти образ
Бетховена. Отсюда и эпиграф к этой главе — эпиграф к опусу
135 Бетховена: «Ужель так должно быть? Да, так и быть
должно!».
Я к тому, что в 1905 все стало ясно. Обсуждение - это уже "школярство", несерьезно.
С уважением, Морозов Валерий Борисович

катюша
Сообщения: 915
Зарегистрирован: Вс май 12, 2013 20:37

Re: Пространство и Свет как первичные понятия.

Номер сообщения:#10   катюша »

Вместо бреда нужно найти реальный изъян в незавершённой теории ( например, в ТО). Дарю. P.S. Так на классическом примере поезда Эйнштейна, очевидно, две молнии ( одновременные для смотрителя станции и не одновременные для машиниста) причинно не связаны между собой: эти события не влияют друг на друга. Тогда мало ли что может померещиться обоим наблюдателям ( а астрономия, по словам Станислава Лема, как криминальное расследование, где все улики косвенные).

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 35037
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Re: Пространство и Свет как первичные понятия.

Номер сообщения:#11   morozov »

нужно найти реальный изъян в незавершённой теории


С этим в оффтопик...
С уважением, Морозов Валерий Борисович

Hurtsy
Сообщения: 314
Зарегистрирован: Вт мар 04, 2008 13:01
Откуда: Киев

Re: Пространство и Свет как первичные понятия.

Номер сообщения:#12   Hurtsy »

morozov писал(а):
Пт окт 09, 2020 12:27
нужно найти реальный изъян в незавершённой теории


С этим в оффтопик...
Дискуссия Н.Бор против А.Ейнштейн как раз была посвящена поиску изъяна в незавершенной теории. Кого модератор отправит в оффтопик? Это разумеется вопрос, но на него не следует отвечать. :) Ибо ответ явно неразумен. И все таки дискуссия не место где модератор-пастор имеет неограниченные права по отношению к
пастве
:mrgreen:
Хурцилава Виктор Константинович

Аватара пользователя
venjuu
Сообщения: 455
Зарегистрирован: Вт ноя 13, 2007 18:46
Контактная информация:

Re: Пространство и Свет как первичные понятия.

Номер сообщения:#13   venjuu »

Чтоб критиковать, надо предлагать что-то взамен. Это азбука, господа философы. Вы идеалисты или материалисты?

катюша
Сообщения: 915
Зарегистрирован: Вс май 12, 2013 20:37

Re: Пространство и Свет как первичные понятия.

Номер сообщения:#14   катюша »

Hurtsy писал(а):
Сб окт 10, 2020 15:39
morozov писал(а):
Пт окт 09, 2020 12:27
нужно найти реальный изъян в незавершённой теории


С этим в оффтопик...
Дискуссия Н.Бор против А.Ейнштейн как раз была посвящена поиску изъяна в незавершенной теории.
Интересно, что когда в их дебатах о роли наблюдателя по КМ - АЭ, для случая с разделёнными носками одной пары, указал Бору на изьян: носки причинно не связаны ( они не взаимодействуют друг с другом); ни он, ни Бор не вспомнили о схожем изъяне с молниями АЭ.

катюша
Сообщения: 915
Зарегистрирован: Вс май 12, 2013 20:37

Re: Пространство и Свет как первичные понятия.

Номер сообщения:#15   катюша »

venjuu писал(а):
Сб окт 10, 2020 17:50
Чтоб критиковать, надо предлагать что-то взамен.
В "новаторстве" автора больше изъяна, чем в его критике. P.S.Мой рецепт: чем больше относительности, тем меньше одновременности. P.P.S. Уже в СТО два события, находящиеся на нулевом расстоянии друг от друга, не обязательно совпадают. А с учётом ультрарелятивистских эффектов и эволюции Вселенной, следует: никак не совпадают. Образно говоря, имеет место "абсолютная неодновременность".

Ответить

Вернуться в «Дискуссионный клуб / Debating-Society»