Взаимосвязь физических теорий
Непрерывность движения
При изучении физики мы неоднократно прибегали к графическому описанию рассматриваемых процессов. В качестве примера на рис. 8, 9 и 10 приведены уже встречавшиеся нам графики зависимости от времени скорости падающего со скалы камня, температуры цинка при нагревании и силы тока в цепи переменного тока.
Обратите внимание на одну особенность графиков: все они выполнены непрерывными плавными линиями. В «Правилах построения графика по экспериментальным точкам», которыми вы пользовались, тоже указывается, что после нанесения на координатную плоскость экспериментальных точек нужно провести по ним плавную непрерывную линию. Но почему линия графика должна быть плавной?
Дело в том, что правила построения графиков отражают точку зрения изученных нами теорий на особенности любых изменений в природе. А именно, что свойства природных объектов и процессов могут меняться только постепенно, в соответствии с латинским изречением «Natura non facit saltus» (природа не делает скачков). Поэтому и физические величины, характеризующие эти свойства, тоже могут меняться только постепенно, непрерывно. Причем предполагается, что при своем изменении физическая величина в каждый момент времени имеет вполне определенное точное значение.
Если однородность пространства и времени запечатлена во всех без исключения теориях, то с непрерывностью происходящих в природе изменений дело обстоит иначе. В зависимости от точки зрения на это свойство природы физические теории разделяются на две группы. Теории, в основе которых лежит представление о непрерывности (постепенности) природных процессов, называют классическими. К ним, в частности, относятся механика, кинетическая теория вещества и электродинамика, с которыми мы уже познакомились. Теории же, которые «не требуют» непрерывности природных процессов и характеризующих их физических величин, относят к квантовым. С примером квантовой теории мы познакомимся в следующей главе.
Любые происходящие в природе изменения часто называют общим термином движение. Поэтому говорят, что одной из особенностей классических теорий является предположение о непрерывности движения: любая физическая величина может меняться только постепенно, плавно, и в любой момент времени она имеет вполне определенное точное значение.
Однозначность причинно-следственных связей
Обратимся еще раз к рассмотренным в 7-м и 8-м классах задачам.
Задача 1. Со скалы столкнули камень. Какую скорость будет иметь этот камень через 2 с?
Задача 2. Напряжение на концах отрезка провода увеличили в 2 раза. Во сколько раз изменилась сила протекающего через него тока?
Решив эти задачи, вы уверенно скажете: через 2 с камень будет иметь скорость 19,6 м/с; сила тока в проводе увеличилась в 2 раза. Что вы подумаете, если, экспериментально проверив свои расчеты, обнаружите, что в проведенных вами опытах скорость камня оказалась не 19,6 м/с, а 3 м/с; что сила тока увеличилась не в 2, а в 1,5 раза? Наверное, одно из трех: либо вы ошиблись в измерениях, либо у вас неисправны измерительные приборы, либо неправильно поставлен опыт (например, провод в процессе опыта раскаляется).
Что же дает вам основание считать, что, свободно падая со скалы, камень за 2 с приобретает скорость именно 19,6 м/с, а не 3 м/с, что сила тока при повышении напряжения на концах провода в 2 раза обязательно увеличивается тоже в 2 раза? Вы скажете: расчет производился с помощью формул механики и электродинамики, правильность которых на практике проверялась бессчетное число раз и ныне не вызывает сомнений. Например, формула 
однозначно предсказывает, что при увеличении напряжения U в 2 раза, во столько же раз должна увеличиться сила тока I в проводе.
Мы уже говорили, что законы и формулы в физике фиксируют связи физических величин, характеризующих свойства природных объектов и процессов. В частности, формула в электродинамике отражает связь тех особенностей движения электрических зарядов в проводнике, которые мы характеризуем соответственно физическими величинами: силой тока I, напряжением U и сопротивлением R. Изменение электрического поля или сопротивления проводника обязательно отразится на движении электрических зарядов в нем. В ситуации, представленной в задаче 2, причиной является повышение напряжения электрического поля, следствием – изменение характеристики движения зарядов, силы тока I. Формула однозначно связывает изменение напряжения U (причину) с изменением силы тока I (следствием). Можно утверждать, что электродинамика предполагает однозначность причинно-следственных связей в природных процессах. Так же обстоит дело с механикой и всеми другими классическими теориями.
Немного больше о технологиях >>>
Оптимизация структуры стохастического графа c переменной интенсивностью выполнения работ
Задача
распределения ресурсов (нескладируемого типа) на cтохастических сетях (параллельные
проекты) сформулирована как обусловленная переменной структурой графа.
Предложенный метод решения обеспечивает получение экстремального графа для
случая, когда каждая работа многопроектно ...
Электрические цепи с нелинейными преобразователями и оперативная коррекция режима энергосистемы
Рассматриваются электрические цепи с нелинейными преобразователями.
Показывается, что в такимх цепях достигается оптимум некоторой выпуклой функции
токов электрической цепи. Далее рассматривается задача оперативной коррекции
режима энергосистемы и формулируется критерий качества ...
