Представление картины мира с точки зрения физики

Предмет: Физика
Тип работы: Реферат
Язык: Русский
Дата добавления: 12.08.2019

 

 

 

 

 

  • Данный тип работы не является научным трудом, не является готовой выпускной квалификационной работой!
  • Данный тип работы представляет собой готовый результат обработки, структурирования и форматирования собранной информации, предназначенной для использования в качестве источника материала для самостоятельной подготовки учебной работы.

Если вам тяжело разобраться в данной теме напишите мне в whatsapp разберём вашу тему, согласуем сроки и я вам помогу!

 

По этой ссылке вы сможете найти много готовых рефератов по физике:

 

Много готовых рефератов по физике

 

Посмотрите похожие темы возможно они вам могут быть полезны:

 

Солнце как источник энергии
Ультразвук и возможности его применения
Явление радуги с точки зрения физики
Виды источников искусственного освещения


Введение:

История науки свидетельствует, что естествознание, возникшее в ходе научной революции 16 го 17 го века, был связан в течение длительного времени, с развитием физики. Именно физика была и остается наиболее развитой, а концепции и аргументы во многом определили эту картину. Степень развития физики была настолько велика, что она могла создать собственную физическую картину мира, в отличие от других естественных наук, которые только в XX в. смогли поставить перед собой эту задачу (создание химической и биологической картины мира). Поэтому, начав разговор о конкретных достижениях естествознания, мы начнем его с физики, с картины мира, созданной этой наукой. 

Понятие «физическая картина мира» использовалось давно, но лишь недавно оно стало рассматриваться не только как результат развития физических знаний, но и как особый самостоятельный тип знаний, наиболее общетеоретические знания по физике (система понятий, принципов и гипотез), которая служит исходной основой для построения теорий. Физическая картина мира, с одной стороны, обобщает все ранее полученные знания о природе, а с другой вносит в физику новые философские идеи и вызываемые ими концепции, принципы и гипотезы, которых раньше не было, и которые радикально меняют основы физического теоретического знания: рушатся старые физические понятия и принципы, возникают новые, меняется картина мира. Ключевым понятием в физической картине мира является понятие «материя», что приводит к важнейшим проблемам физической науки. Следовательно, изменение физической картины мира связано с изменением представлений о материи. Это случалось дважды в истории физики. Сначала был сделан переход от атомистических корпускулярных представлений о материи к полевому континууму. Затем в XX веке непрерывные представления были заменены современными квантовыми. Поэтому мы можем говорить о трех последовательных физических картинах мира. 

Понятие физической картины мира

Зная окружающий мир, человек создает в своем сознании определенную его модель картину мира. На каждом этапе своего развития человечество имеет свое представление о мире, в котором оно живет. Поэтому в истории человечества существовали разные картины мира: мифологическая, религиозная, научная и т. д. кроме того, как уже отмечалось, каждая отдельная наука может также формировать свою собственную картину мира (физическую, химическую, биологическую и т. д.). Однако из всего многообразия картин мира, существующих в современной науке, наиболее широкую идею дает общая научная картина мира, которая описывает природу, общество и человека. 

Научная картина мира формируется на основе достижений естественных, социальных и гуманитарных наук, но ее основой, без сомнения, является естествознание. Значение естествознания в формировании научной картины мира настолько велико, что научная картина мира часто сводится к естествознанию, содержание которого состоит из картин мира отдельных естествознаний. 

Естественнонаучная картина мира представляет собой систематизированное и достоверное знание о природе, исторически сложившееся в процессе развития естествознания. Эта картина мира включает в себя знания, полученные из всех естественных наук, включая их фундаментальные идеи и теории. В то же время история науки свидетельствует о том, что большую часть содержания естествознания составляют преимущественно физические знания. Именно физика была и остается наиболее развитым и систематизированным естествознанием. Вклад других естественных наук в формирование научной картины мира был значительно меньше. Поэтому, когда возникло мировоззрение европейской цивилизации Нового времени и сформировалась классическая естественно-научная картина мира, естественно было обратиться к физике, ее понятиям и аргументам, которые во многом определили эту картину. Степень развития физики была настолько велика, что она смогла создать свою физическую картину мира, в отличие от других естественных наук, которые только в XX в. поставили перед собой эту задачу и смогли ее решить. 

Поэтому, начав разговор о наиболее важных и значимых научных концепциях в современном естествознании, мы начнем его с физики и картины мира, созданной этой наукой.

Физика это наука, которая изучает самые простые и в то же время самые общие законы природы, свойства и структуру материи и законы ее движения. В любом явлении физика ищет то, что объединяет его со всеми другими явлениями природы. Следовательно, понятия и законы физики являются фундаментальными, то есть фундаментальными для всего естествознания. 

Само слово «физика» происходит от греческого « ph e sis » природа. Эта наука возникла в древности и изначально охватывала весь объем знаний о природных явлениях. Другими словами, физика была тогда идентична всему естествознанию. Только к эпохе эллинизма, с дифференциацией знаний и методов исследования, отдельные естественные науки, включая физику, выделялись из общей науки о природе. 

По своей сути физика является экспериментальной наукой: ее законы основаны на фактах, установленных опытом. Вот как это стало с Новой Эры. Но, помимо экспериментальной физики, есть и теоретическая физика, целью которой является формулирование законов природы. Экспериментальная и теоретическая физика не могут существовать друг без друга. 

В соответствии с разнообразием изучаемых физических объектов, уровней организации и форм движения современная физика подразделяется на ряд дисциплин, так или иначе связанных друг с другом. В зависимости от изучаемых физических объектов физика делится на физику элементарных частиц, ядерную физику, физику атомов и молекул, газов и жидкостей, твердых тел и плазмы. По критерию уровней организации материи различают физику микро, макро и мегамира. По характеру изучаемых процессов, явлений и форм движения (взаимодействия) выделяются механические, электромагнитные, квантовые и гравитационные явления, тепловые и термодинамические процессы и соответствующие области физики: механика, электродинамика, квантовая физика, теория гравитации, термодинамика и статистическая физика. 

Кроме того, современная физика содержит небольшое количество фундаментальных теорий, охватывающих все области физических знаний. Эти теории представляют собой набор наиболее важных знаний о природе физических процессов и явлений, приблизительное, но наиболее полное отражение различных форм движения материи в природе. 

Понятие «физическая картина мира» уже давно используется в естествознании, но лишь недавно оно стало рассматриваться не только как результат развития физических знаний, но и как особый самостоятельный тип знаний. наиболее общие теоретические знания по физике, система понятий, принципов и гипотез, которые служат исходной основой для построения теорий. Физическая картина мира, с одной стороны, обобщает все ранее полученные знания о природе, а с другой вводит в физику новые философские идеи и вызываемые ими концепции, принципы и гипотезы, которых раньше не было и которые радикально изменить основы физического теоретического знания ... Другими словами, физическая картина мира рассматривается как физическая модель природы, которая включает в себя фундаментальные физические и философские идеи, физические теории, самые общие понятия, принципы и методы познание, соответствующее определенному историческому этапу развития физики. 

Развитие самой физики напрямую связано с физической картиной мира, так как это процесс формирования и изменения его различных типов. Постоянное развитие и замена одних картин мира другими, которые более адекватно отражают структуру и свойства материи, это процесс развития физической картины самого мира. Основой для идентификации определенных типов физической картины мира является качественное изменение фундаментальных физических идей, которые являются основой для физической теории и наших представлений о структуре материи и формах ее существования. С изменением физической картины мира новый этап в развитии физики начинается с другой системы исходных понятий, принципов, гипотез и стиля мышления, с различными эпистемологическими предпосылками. Переход от одного этапа к другому знаменует собой качественный скачок, революцию в физике, заключающуюся в разрушении старой картины мира и появлении новой. 

На каждой отдельной стадии развитие физики происходит эволюционным путем, не меняя основ картины мира. Он заключается в реализации возможностей построения новых теорий, присущих этой картине мира. В то же время он может развиваться, быть завершенным, оставаясь в рамках определенных конкретных физических представлений о мире. Когда ключевые понятия картины мира меняются, происходит революция в физике. Его результатом является появление новой физической картины мира. 

Объяснение природных явлений с точки зрения физики основано на фундаментальных физических понятиях и принципах. Наиболее общие, фундаментальные понятия физического описания природы включают материю, движение, физическое взаимодействие, пространство и время, причинно-следственные связи, место и роль человека в мире. 

Наиболее важным из них является понятие материи. Поэтому революции в физике всегда связаны с изменением представлений о строении материи. Это произошло дважды в истории физики в наше время. В XIX в. переход от установленного к 17 веку был завершен. атомистические, корпускулярные представления материи к полю (постоянные). В XX в. непрерывные представления были заменены современными квантовыми. Поэтому мы можем говорить о трех последовательных физических картинах мира. 

Первой физической картиной мира в истории естествознания была механическая картина мира, в которой нельзя было найти объяснения электромагнитным явлениям, и поэтому она была дополнена электромагнитной картиной мира. Однако многочисленные необъяснимые физические явления, обнаруженные в конце 19-го века, показали ограниченный характер электромагнитной картины мира, что привело к появлению квантовой полевой картины мира. 

Механическая картина мира

Формирование механической картины мира (МСМ) происходило в течение нескольких веков до середины XIX века под сильным влиянием взглядов выдающихся мыслителей древности: Демокрита, Эпикура, Аристотеля, Лукреция и т. д. необходимый и очень важный шаг на пути познания природы. 

Николай Коперник был первым человеком, который нанес сокрушительный удар по геоцентрическим системам мира. В мае 1543 г. вышла его книга «О вращениях небесных сфер». Учения Коперника противоречили церковным взглядам на строение мира и играли огромную роль в истории мировой науки. 

Галилео Галилей (1564-1642), итальянский ученый, один из основоположников точного естествознания, по праву считается основоположником механической картины мира. Изо всех сил он боролся против схоластики, считая опыт единственной истинной основой знания. Деятельность Галилея не понравилась церкви, он был подвергнут испытанию инквизицией (1633), что заставило его отказаться от своих учений. До конца своей жизни Галилей был вынужден жить под домашним арестом в своей вилле Арсетри под Флоренцией. И только в 1992 году папа Иоанн Павел II реабилитировал Галилея и объявил решение суда инквизиции ошибочным. В годы детства и юности Галилея в науке преобладали идеи об окружающем его мире, сохранившиеся со времен античности. И Галилей был одним из первых, кто осмелился противостоять им. Механическая картина мира возникла, когда опыт был признан главным критерием истины, а математика активно использовалась для описания явлений природы. Многие из догматических утверждений Аристотеля не выдержали испытания опытом. Аристотель, например, утверждал, что скорость падения тел пропорциональна их весу. Галилей в присутствии многочисленных свидетелей наблюдал, как из Пизанской башни падают тела разных масс (например, пуля мушкетов и пушечное ядро).

Оказалось, что скорость падающих тел не зависит от их массы. Самым важным достижением Галилея было открытие принципа относительности. Galileo разработал первый в мире термоскоп, который был прототипом термометра. Направив телескоп в небо, он сделал несколько выдающихся астрономических открытий: луны Юпитера, фазы Венеры, строение Млечного Пути, солнечные пятна, кратеры и горы на Луне. Наблюдения за движением небесных тел сделали его убежденным сторонником гелиоцентрической системы. Открытия Галилея подорвали веру в официальные взгляды на строение мира, пропитанные религиозными догмами. 

Рене Декарт (1596-1650), французский философ, математик, физик и физиолог, заложивший основы аналитической геометрии, который определил понятия переменной величины и функции, предположил существование закона сохранения импульса, основав свои конструкции на принцип не сотворения и нерушимости движения. Более того, он сводил все формы движения к механическому движению тел. 

Исаак Ньютон (1643-1727), английский математик, механик, астроном и физик, разработал (независимо от Г. Лейбница) дифференциальное и интегральное исчисление. Он построил первый в мире зеркальный телескоп, четко сформулировал основные законы классической механики, открыл закон всемирного тяготения, сформулировал теорию движения небесных тел, создав основы небесной механики. Пространство и время в ньютоновской механике абсолютны. Надо сказать, что работы Ньютона по механике, оптике и математике намного опередили его время, и многие из его работ до сих пор актуальны. Вся современная наука говорит на языке Ньютона. 

Лаплас Пьер Симон (1749-1827), французский астроном, математик, физик, был автором классики по теории вероятностей и небесной механике. Лаплас и Кант выдвинули гипотезу происхождения солнечной системы из газового и пылевого облака, разработанную современными астрономами. 

Кратко перечислим основные черты механической картины мира.

Все материальные тела состоят из молекул в непрерывном и хаотическом механическом движении. Материя это вещество, состоящее из неделимых частиц. 

Взаимодействие тел осуществляется по принципу дальнодействия, мгновенно на любом расстоянии (закон всемирного тяготения, закон Кулона) или через прямой контакт (сила упругости, сила трения).

Пространство это пустой контейнер для тел. Все пространство заполнено невидимым невесомым «жидким» эфиром. Время это простая продолжительность процессов. Время абсолютно. 

Все движения происходят на основе законов механики Ньютона, все наблюдаемые явления и преобразования сводятся к механическим движениям и столкновениям атомов и молекул. Мир выглядит как колоссальная машина со множеством деталей, рычагов, колес. 

Процессы, происходящие в живой природе, представлены одинаково.

Механика описывает все процессы, происходящие в микромире и макромире. В механической картине мира доминирует лапласианский детерминизм, доктрина универсальной законной связи и причинности всех явлений в природе. 

Механика и оптика были основным содержанием физики до начала 19 века. Картина мира строилась на довольно очевидных и простых механических аналогиях. И в повседневной практической деятельности людей основные выводы классической механики не приводили к противоречиям с экспериментальными данными. 

Однако позже, с развитием измерительных приборов, стало известно, что при изучении многих явлений, например небесной механики, необходимо учитывать сложные эффекты, связанные с движением частиц со скоростями, близкими к свету.

Появились уравнения специальной теории относительности, которые едва ли могли вписаться в рамки механических представлений. Изучая свойства микрочастиц, ученые выяснили, что в явлениях микромира частицы могут обладать свойствами волны. 

Сложности возникли при описании электромагнитных явлений (излучение, распространение и поглощение света, электромагнитные волны), которые не могли быть разрешены классической ньютоновской механикой.

Представление картины мира с точки зрения физики

Однако с развитием науки механическая картина мира не была отброшена, а раскрыта только ее относительная природа. Механическая картина мира используется сейчас во многих случаях, когда, например, в рассматриваемых нами явлениях материальные объекты движутся с низкой скоростью, а мы имеем дело с малыми энергиями взаимодействия. Механический взгляд на мир по-прежнему актуален, когда мы строим здания, строим дороги и мосты, проектируем плотины и прокладываем каналы, рассчитываем крыло самолета или решаем многие другие проблемы, возникающие в нашей повседневной жизни. 

Электромагнитная картина мира 

В 19 веке естественные науки накопили огромное количество эмпирических материалов, которые необходимо переосмыслить и обобщить. Многие научные факты, полученные в результате исследований, не совсем вписались в устоявшиеся механические представления об окружающем нас мире. Во второй половине XIX века на основе исследований в области электромагнетизма была сформирована новая физическая картина мира электромагнитная картина мира (ЭМСМ). 

В его становлении решающую роль сыграли исследования, проведенные выдающимися учеными М. Фарадеем, Дж. Максвеллом и Г. Герцем.

М. Фарадей, отвергая концепцию дальнодействия (носителя взаимодействия), вводит понятие физического поля, которое играет значительную роль в дальнейшем развитии науки и техники (радиосвязь, телевидение и т. д.). Дж. Максвелл развивает теорию электромагнитного поля, а Г. Герц экспериментально обнаруживает электромагнитные волны. 

В EMCM весь мир наполнен электромагнитным эфиром, который может находиться в разных состояниях. Физические поля были интерпретированы как состояния эфира. Эфир является средой для распространения электромагнитных волн и, в частности, света. 

Материя считается непрерывной. Все законы природы сводятся к уравнениям Дж. Максвелла, описывающим непрерывное вещество: природа не совершает скачков. Материя состоит из электрически заряженных частиц, взаимодействующих друг с другом через поля. 

Все известные механические, электрические, магнитные, химические, тепловые, оптические явления объясняются на основе электромагнитных взаимодействий.

Предпринимаются попытки свести механическое описание явлений к описанию, основанному на теории электромагнитного поля. Интерпретация явлений, основанных на электромагнетизме, кажется элегантной и полной. Все разнообразие природных явлений сводится к нескольким математически строгим, хотя и очень сложным, отношениям. 

Концепция эфира (как носителя света и электромагнитных волн) постепенно эволюционирует вплоть до полного отказа от самого понятия эфира.

Представления ученых о пространстве и времени меняются. Появляются первые работы А. Эйнштейна по теории относительности. Научные работы порождают новые взгляды на природу гравитации, отличные от тех, что сложились в механической картине мира. 

Кажется, что вселенная приобретает совершенно новые функции. Ученые открывают «рассеяния» галактик. 

EMCM расширяется, совершенствуется и углубляется. Ученые строят все новые и новые модели атома, пытаясь выяснить, какая из них все еще ближе к истине. 

Самой красивой и точной была планетарная модель атома, созданная Э. Резерфордом. Но именно она стала отправной точкой, когда появились совершенно новые взгляды на структуру окружающего нас мира. 

Уже в конце XIX, начале XX века экспериментальные данные, полученные при изучении микро и мегамира, резко расходились с предсказаниями существующих естественнонаучных теорий, требовали разработки новых, более точных и адекватных Суть многих загадочных явлений.

Несмотря на это, электромагнитная картина мира дала нам многое, без чего мы не можем представить современную жизнь: методы получения и использования электрической энергии, например, электрическое освещение (без которого наши дома уже немыслимы) и отопление, современные электромагнитные связь (радио, телефон, телевидение). Например, без радиосвязи, существования современных государств, функционирование транспорта и производства уже невозможно, даже повседневное общение людей немыслимо. 

Квантовая полевая картина мира 

Практические потребности людей, их постоянный интерес к вопросу о строении мира привели к созданию совершенно новой теории квантовой теории поля и, на ее основе, квантовой полевой картины мира (KPCM).

В KPCM появляется новая концепция квантового волнового поля, которое является наиболее фундаментальной и универсальной формой материи, лежащей в основе всех ее проявлений, как волновых, так и корпускулярных. Классические поля, такие как электромагнитное поле Фарадея-Максвелла и классические частицы, заменяются единичными объектами, квантовыми полями. 

Основателями новой физической картины мира были Макс Планк, Нильс Бор, Луи де Бройль, Эрвин Шредингер, Поль Дирак, Вернер Гейзенберг и многие другие не менее известные и выдающиеся ученые.

Центральными понятиями новой картины мира являются понятия «квант энергии», «дискретные состояния», «дуализм волны-частицы».

Частицы обладают волновыми свойствами (дифракция электронов), а электромагнитные волны обладают корпускулярными свойствами. Оказалось, что законы макрокосма отличаются от законов микромира. Микрообъекты обладают как корпускулярными, так и волновыми свойствами. 

Квантовая механика и квантовая электродинамика вышли на первый план в изучении явлений природы. В KPCM выясняется обменный характер взаимодействия, описываются четыре типа взаимодействия основных сил, появляются новые представления о веществе, движении, взаимодействии, энергии и массе. 

Как и другие картины мира, за время своего существования в 20 веке КПКМ претерпела значительное развитие. Полное и целостное рассмотрение квантовой полевой картины мира является очень сложной задачей и на данном этапе практически невозможно, но отдельные элементы КЗКМ изучаются в старших классах средней школы на уроках физики, химии, биологии и астрономии. 

Благодаря многочисленным экспериментам и настойчивым теоретическим исследованиям, у физиков двадцатого века появилось ощущение необычайной силы, когда наука добилась значительных успехов в изучении строения атома и атомного ядра, природы элементарных частиц. Это чувство усилилось в середине и во второй половине двадцатого века, когда законы современной физики стало возможным применить к явлениям жизни. Не случайно известные физики (Эрвин Шредингер, Макс Дельбрюк) считаются основоположниками молекулярной биологии. 

В квантовой полевой картине мира рассматриваются, изучаются и объясняются явления, оставшиеся загадочными на других картинах мира, возникшие на более ранних этапах развития науки, решаются проблемы, нерешаемые мыслителями древности, представителями механические и электромагнитные картины мира. Мы знаем, как работает микромир на расстояниях 10-17 м, а мегамир на расстояниях 1027 м. Мы никогда не знали так много и точно о природе. 

И электрический ток в полупроводниках (изучение которых дало нам современные компактные радиои телевизионные устройства, компактные и удобные мобильные средства связи, компьютеры электронные компьютеры); и сверхпроводимость (с которой связано будущее цивилизации); и новые конструкционные материалы (современная химия квантовая химия, а смысл периодической таблицы нашего гениального соотечественника Д.И. Менделеева объясняется только этой картиной мира); и источники энергии, благодаря которым мы сделали нашу биосферу пригодной для существования человека и всех живых организмов, и многое, многое другое все это рассматривается и объясняется квантовой полевой картиной мира. 

Кроме того, развитие квантово-полевой картины мира еще раз продемонстрировало нам важность механических и электромагнитных картинок мира, свидетельствуя о том, что они правильно отражают многие объективные свойства окружающего мира, при этом абсолютизируя, однако, некоторые его аспектов.

Принципы современной физики

Важной частью современной физической картины мира являются принципы современной физики самые общие законы, влияние которых распространяется на все физические процессы, все формы движения материи.

В той или иной степени все люди имеют представление о симметрии, поскольку этим свойством обладают различные объекты, которые играют важную роль в повседневной жизни.

Обычно под симметрией (от греческой симметрии пропорциональность) понимают однородность, пропорциональность, гармонию любых материальных объектов.

Известно довольно много классических симметрий. Многие творения человеческих рук получают симметричную форму по разным причинам. Шары, много зданий и сооружений, произведения искусства симметричны. Многие действия человека также симметричны. Симметрию можно найти в живописи, музыке, поэзии, танце. Симметрии распространены в природе (снежинка, капли дождя, различные кристаллы и т. д.). 

Все типы симметрии, которые мы назвали, связаны с представлениями о структуре объектов, которая не изменяется при выполнении некоторых преобразований. Долгое время это были единственные симметрии, известные в науке. Но постепенно стало понятно, что симметрия может быть не только визуальной, связанной с геометрическими операциями. Существует ряд симметрий, связанных с описанием любых изменений в сложных природных процессах. Эти симметрии не регистрируются в наблюдениях, они становятся заметными только в уравнениях, описывающих естественные процессы. Поэтому физики, исследуя математическое описание конкретной физической системы, время от времени обнаруживают новые, часто неожиданные симметрии, которые довольно тонко «скрыты» в математическом аппарате и совсем не видны тем, кто непосредственно наблюдает за физической системой. 

Поэтому сегодня математические исследования, основанные на анализе симметрии, также могут стать источником выдающихся открытий в физике. Даже если симметрии, присущие математическому описанию, трудно или невозможно визуализировать, они, тем не менее, могут показать путь к выявлению новых фундаментальных принципов природы. Поиск новых симметрий стал основным инструментом, помогающим физику двигаться к более глубокому пониманию мира. 

С точки зрения физики объект является симметричным, который в результате определенных преобразований остается неизменным, инвариантным. Инвариантность это неизменность любой величины при изменении физических условий, способность не изменяться при определенных преобразованиях. 

Симметрия в физике это свойство физических величин, которые подробно описывают поведение системы, которое остается неизменным (инвариантным) при определенных преобразованиях.

Симметрии в физике тесно связаны с законами сохранения физических величин утверждениями, согласно которым численные значения некоторых физических величин не меняются со временем ни в каких процессах, ни в определенных классах процессов.

Итак, закон сохранения энергии вытекает из однородности времени. Время симметрично относительно начала координат, все моменты времени равны. 

Закон сохранения импульса следует из однородности пространства. Все точки в пространстве равны, поэтому перенос системы никак не повлияет на ее свойства. 

Закон сохранения момента импульса исходит из изотропии пространства. Свойства пространства одинаковы во всех направлениях, поэтому вращение системы не влияет на ее свойства. 

Существует также ряд симметрий, действующих в микромире. Они описывают различные аспекты взаимопревращения элементарных частиц и лежат в основе таких законов сохранения, как закон сохранения электрического заряда, барионных и лептонных зарядов и ряд других законов, открытых недавно. Таким образом, XX в. подтвердил огромную роль принципа симметрии в физике. 

Принцип дополнительности является фундаментальным в современной физике. Он был сформулирован в 1927 г. Н. Бором для объяснения феномена корпускулярно-волнового дуализма. 

Прежде всего Бор обратил внимание на то, что все объекты и явления, которые мы видим вокруг нас, и, конечно же, измерительные приборы для регистрации элементарных частиц, состоят из огромного разнообразия микрочастиц. Другими словами, они являются макроскопическими системами; они не могут быть чем-то еще. Сам человек это макроскопическое существо. Поэтому наши чувства не воспринимают микропроцессы. Понятия, которые мы используем для описания объектов и явлений окружающего мира, являются макроскопическими понятиями. С их помощью можно легко описать любые физические процессы, происходящие в макромире. В то же время эти понятия не могут быть полностью применены для описания микрообъектов, поскольку они неадекватны процессам микромира. 

Но у нас нет других понятий и быть не может. Поэтому, чтобы компенсировать неадекватность нашего восприятия и представлений об объектах микромира, мы должны использовать два взаимодополняющих набора понятий, хотя с точки зрения классической науки они взаимоисключающие, это понятия частица и волна. Только в совокупности они предоставляют исчерпывающую информацию о квантовых явлениях. 

Конкретным выражением принципа дополнительности является соотношение неопределенностей, сформулированное В. Гейзенбергом в 1927 году. Этот принцип ясно иллюстрирует различие между квантовой теорией и классической механикой.

Если в классической механике мы предполагаем, что можно абсолютно точно знать координаты, импульс и энергию частицы в любой момент времени, то в квантовой механике это невозможно. В соответствии с принципом неопределенности, чем точнее зафиксирован импульс, тем больше неопределенность будет содержаться в значении координаты, и наоборот. Энергия и время также связаны между собой. Точность измерения энергии обратно пропорциональна продолжительности процесса измерения. Причиной этого является взаимодействие устройства с объектом измерения. 

Принцип суперпозиции (наложения) заключается в предположении, что результирующий эффект представляет собой сумму эффектов, вызванных каждым влияющим явлением в отдельности. Одним простым примером принципа суперпозиции является правило параллелограмма, согласно которому складываются две силы, действующие на тело. Этот принцип выполняется при условии, что влияющие явления не влияют друг на друга. Следовательно, в ньютоновской физике она не универсальна и во многих случаях является только приблизительной. 

В микромире, напротив, принцип суперпозиции является фундаментальным принципом, который, наряду с принципом неопределенности, составляет основу математического аппарата квантовой механики. Но, к сожалению, в квантовой теории принцип суперпозиции лишен той ясности, которая характерна для ньютоновской механики. Это интерпретируется следующим образом: пока измерение не будет выполнено, нет смысла спрашивать, в каком состоянии находится физическая система. Другими словами, перед измерением система находится в суперпозиции двух возможных состояний, то есть ее состояние является неопределенным , Акт измерения переводит физическую систему в прыжок в одно из возможных состояний. 

Принцип соответствия был сформулирован Н. Бором в 1923 году, когда физики столкнулись с ситуацией, когда наряду со старыми, давно проверенными теориями (например, ньютоновской механикой) появились новые теории (теория относительности Эйнштейна), описывающие ту же область реальность. Принцип соответствия подтверждает преемственность физических теорий, в частности, что никакая новая теория не может быть справедливой, если она не содержит в качестве предельного случая старую теорию, относящуюся к тем же явлениям, поскольку старая теория уже оправдала себя в своей области. 

Поэтому теории, справедливость которых была экспериментально установлена ​​для определенной группы явлений, не отбрасываются при построении новой теории, но сохраняют свое значение для прежнего поля явлений как окончательное выражение законов новых теорий. Выводы новых теорий в области, где действует старая теория, переносятся на выводы старых теорий. 

Каждая физическая теория как уровень знаний является относительной истиной. Изменение физических теорий это процесс приближения к абсолютной истине, процесс, который никогда не будет полностью завершен из-за бесконечной сложности и разнообразия окружающего нас мира. Таким образом, принцип соответствия отражает объективную ценность физических теорий. 

Заключение

Цель физики найти общие законы природы и объяснить на их основе конкретные процессы. По мере продвижения к этой цели ученые постепенно вырисовывали величественную и сложную картину мира единства природы. Мир это не собрание разрозненных, независимых друг от друга событий, а разнообразные и многочисленные проявления одного целого. 

Многие поколения были поражены и продолжают удивлять величественной и цельной механической картиной мира, созданной на основе механики Ньютона.

Основой такой единой картины мира была всеобъемлющая природа законов движения тел, открытых Ньютоном. Однако простая механическая картина мира не была последовательной. Оказалось, что электромагнитные процессы не подчиняются законам ньютоновской механики. 

После создания электродинамики понятие сил существенно изменилось. Развитие электродинамики привело к попыткам построения единой электромагнитной картины мира. Все события в мире, согласно этой картине, регулируются законами электромагнитных взаимодействий. Однако свести все процессы в природе к электромагнитным не удалось. 

Согласно современным данным, в природе существует четыре типа сил: гравитационные, электромагнитные, ядерные и слабые взаимодействия. Проявления всех четырех типов сил, обнаруженных по всей вселенной с появлением квантовой физики, произошли революционные изменения в классических представлениях о физической картине мира. Принципы квантовой теории являются полностью общими, применимыми для описания движения всех частиц, взаимодействия между ними и их взаимных превращений. 

Несмотря на то, что связь между различными типами взаимодействий становится все более отчетливой, сама физическая сущность единства мира еще не раскрыта. Человечеству еще предстоит много работать, чтобы проникнуть в тайны вселенной.