2新自然观发展.ppt

同时性不是绝对的，而取决于观察者的运动状态。这一结论否定了牛顿力学所引以为基础的绝对时间和绝对空间框架。 广义相对论的理论体系 几个推论： 1、引力的实质 = 时空弯曲 2、引力场方程——宇宙学方程 ---分形的几何结构，非整数维 因为量是连续的，所以运动也是连续的。 时间是关于前和后的运动的数，并且是连续的。 ——亚里士多德 自然界是不允许飞跃；自然界里的一切都是以着色的方法逐渐而均匀地完成的。如果在两个东西之间有一个空的间隔，那么从一个东西过渡到另一个东西有什么基础呢。 ————————波涅特 (2) 牛顿力学固有的严格决定论的数学微分方程、因果律，在量子世界图景中都或多或少地遭到了破坏。  量子力学的基本方程——薛定格方程，也是一个微分方程，根据初始条件得到的方程的解是量子力学中的波函数。波函数描述微观粒子的运动状况，但它不能确定地表示一个微观粒子在何时何地出现，只告诉我们微观粒子在某时某地出现的几率。量子力学中的测不准原理明白无误地表明，对于微观粒子，位置和动量不能同时测定，时间和能量也不能同时测定，如果其中一个两测得越准，另一个量越测不准。所以在微观领域，那种决定论性的因果律，不再起作用，替代它的是统计性的因果律。 混沌理论是对决定论的又一次挑战 正是在这种意义上，格莱克说：“混沌是20世纪物理科学中的第三次革命，就像前两次革命一样，混沌割断了牛顿力学的基本原则。” 混沌定义 包含有序的特殊状态 宏观无序无律、微观有序有律的状态 与规则运动相对的行为 混沌是指发生在确定性系统中的貌似随机的不规则运动 特性 --混沌对初始条件具有敏感依赖性，任何一处微小的变化都会使系统在随后的发展中发生预想不到的变化。 混沌理论的创始人之一，美国气象学家洛伦兹把这一特性形象地比喻为蝴蝶效应。他说，一只蝴蝶在巴西扇动翅膀，也许就是得克萨斯一场龙卷风的起因。 钉子缺，蹄铁卸，蹄铁卸，战马蹶，战马蹶，骑士绝，骑士绝，战事折，战事折，国家灭。 * * 四、20世纪自然观的发展 20世纪初，相对论、量子理论以及物质结构理论的产生，导致了物理学领域的深刻革命，这场革命动摇了形而上学自然观的基础即经典力学。与19世纪相比，20世纪自然科学的发展有两个特点： A科学向纵深发展，揭示了小至微观，大至宇观的层次结构。 B科学向横向发展，出现了既高度分化又高度综合的整体化趋势。 与此相应，以新能源、新材料、生物工程、航天技术、海洋技术、信息技术为主要内容的世界新科技革命迅速发展起来，这些技术与计算机技术相结合造成了一种崭新的技术体系，以此为手段，人工自然的疆界迅速扩大，其社会效应和环境效应成为引人注目的问题，也必须从自然观和方法论的高度进行研讨。 当代自然观的新发展的概括 1、时空的绝对性和相对性 何谓同时性的相对性？不同地点的两个事件我们何以知道它是同时发生的呢？这个问题看似平常，却至关重要。 狭义相对论的提出：两大假设（基本出发点）：⑴狭义相对性原理 在一切惯性坐标系内不能通过物理试验来判断该惯性系是静止的还是。或者说，物理规律的数学表示在一切惯性系表示不变；⑵光速不变原理 在所有的相互作匀速直线运动的坐标系中，光在真空中的速度都是不变的。 狭义相对论的五大推论：⑴同时性是相对的；⑵运动物体的长度在运动方向要收缩；⑶运动时钟要变慢；⑷物体质量将随速度增加而增加；⑸在光速运动条件下，物体的质量与能量可以相互转化。 相对效应产生于两个相对运动的惯性系，且速度与光速比拟，不同惯性系看到的同一事件的时间延缓量和运动的尺缩量是不同的 尺缩钟慢效应说的是：对于两个相互运动的参照系来说，处在某参照系中的观察者将会发现另一参照系中的物体，其运动方向缩短了，其时钟走慢了。这两个效应都只是相对论效应。在本参照系中的观察者将看不出这种效应。而且相对论效应是相互的，你看见我的尺缩钟慢，我也看见你的尺缩钟慢。 时间和空间随着物质运动速度的变化而变化 尺缩钟慢效应 狭义相对论揭示了空间、时间、质量和物质运动之间的联系 否定了牛顿的绝对时空观，空间和时间不再是与物质及其运动无关的独立实体，经典物理学中的基本常数如物体长度、时间间隔、惯性质量等都不再是绝对的，而与参考系的选择有关。物体的运动状态、时空特性、惯性质量等基本属性是相对于一定的参考系而言的，因而对它们的测量和认识依赖于参考系的选择。 广义相对论： 基本原理：1广义相对性原理—所有参考系，无论惯性系还是非惯性系，都同样适合表达自然定律 2等效