Фазо-замон

Фазо-замон — модели физикӣ ва риёзӣ, ки замон ва фазоро ба сурат дарҳамтанида ва ба унвони як каме пайваста бо якдигар таркиб мекунад. Бар асоси фарзиёти мафҳуми фазоии Уқлидисӣ, ҷаҳон, се буъди маконӣ ва як буъди замонӣ мустақил аз ҳам дорад. Дар фазо-замон се буъди фазо ва як буъд замон дарҳам идғом мешаванд ва як муҳити пайвастаи чаҳорбуъдиро эҷод мекунанд. Бо таркиби фазо ва замон ва эҷоди як муҳит хамидаи воҳид, физикдонҳо тавонистаанд теорияҳои физикаро ҳам дар сатҳи кайҳонӣ ва ҳам дар баъди атомӣ соддасози кунанд. Беҳтар аст, ки дар механикаи классикӣ, ҳангоме, ки замон ба унвони як меъёри собит ва ҷаҳонӣ, мустақил аз ҳолати ҳаракати мушоҳидагар дар назар гирифта мешавад; Аз дастгоҳ Уқлидусӣ ба ҷойи фазо-замон истифода кунем. Бо ин ҳол дар физикаи нисбиятӣ, замон наметавонд ҷудо аз се буъди фазо бошад. Бар асоси нисбияти хос нархи гузари замон барои ҷисме, ки мушоҳида мешавад бастагӣ ба нисбати суръати ҷисм ва суръати мушоҳидагар дорад. Бар асоси нисбияти ом шиддати майдони гаронише нархи гузари замонро коҳиш медиҳад. Дар манзараи механикии олам мафҳумҳои фазо ва вақт берун аз таҷриба вуҷуд дошта, новобаста аз ҳеч чиз ва бидуни алоқа бо хосиятҳои материяи ҳаракатнок муоина карда мешуданд, чун ки дар механика танҳо протсесҳои баргарданда омӯхта мешаванд. Дар механикаи классикӣ фазо ҳамчун ҷойгоҳи ҷисмҳои ҳаракатнок ва вақт давомнокии ҳолати ин ҷисмҳо дида, баромада мешавад. Камбудии дигари механикаи классикӣ аз он иборат аст, ки фазо ва вақтро ҳамчун шаклҳои мавҷудияти материя дар алоҳидагӣ ва беробита меомӯзад. Ба ҳар ҳол манзараи механикии олам барои бунёди консепсияи ҳозиразамони вақту фазо замина гузошта, тасаввуротро дар бораи хусусиятҳои табиию илмии олам ғанӣ гардонид. Барои он, ки назарияи фазо ва вақт дар илмҳои муосир омӯхта шавад, донистани баъзе принсипу қонунҳои механикаи классикӣ зарур мебошанд. Асосгузори механикаи классикӣ физик ва математик И.Нютон мебошад. Нютон тадқиқоти табиатшиносони номвари аврупоӣ - Г.Галилей, И.Кеплер ва Р.Декартро ҳамаҷониба омӯхта, ба манзараи механикии олам асос гузошт. Дар асоси таҷрибаҳои худ Нютон ба фазо ва вақт чунин баҳо додааст: "Фазо мутлақ, беохир, холӣ аз ҳама чизҳо, новобаста аз мавҷудияти ҷисмҳои физикӣ ва фарогири ҳодисоти умумиолам буда, тамоми рӯйдодҳои физикӣ дар он сурат мегиранд. Вақт низ мутлақ, ба таври математикӣ аз худ новобаста ва берун аз ашёҳо буда, ҳамеша ҷорист". Бояд қайд намуд, ки нақши аввалиндараҷаро пеш аз пайдоиши механикаи Нютон дар инкишофи тасаввурот дар бораи фазо кашфиёти Галилей бозид. Ин кашфиёт дар физика бо номи принсипи механикаи классикӣ ё принсипи нисбии Галилей маълум аст. Мувофиқи он ҳамаи рӯйдодҳои механикӣ дар ҳама гуна системаҳои ором ё мунтазаму ростхатта бо суръати собит ба самти муайян ҳаракаткунанда, якхел мегузаранд. Ин гуна системаҳоро системаҳои инерсиалӣ меноманд. Бо ибораи дигар, системаҳоеро, ки нисбат ба якдигар мунтазам ҳаракат мекунанд, системаҳои инерсиалӣ меноманд. Дар системаҳои инерсиалӣ қонунҳои Нютон шакли якхела дошта, ҳодисаҳои физикӣ низ як хел мегузаранд. Ин чунин маъно дорад, ки қоидаи гузариш аз як системаи сарҳисоби инерсиалӣ ба дигар системаи сарҳисоби инерсиалӣ дар заминаи принсипи нисбияти Нютон - Галилей сурат мегирад. Дар механика аксаран, ба сифати системаи координатаҳо системаи координатии Декартро истифода мекунанд, ки дар мавқеи ҷисм бо се бузургӣ -,, ифода карда мешавад. Азбаски вақт дар назарияи классикӣ дар ҳама макон як хел ҷорӣ мебошад, вақтро дар системаҳои сарҳисоб бо соат чен намудан мумкин аст. Аз ин рӯ, системаи координатаҳоро якҷоя бо соат, ки имкони муайян кардани замон ва макони ҳодисаро доранд, системаи сарҳисоб меноманд. Ҳангоми ҳаракати ҷисм дар системаи координатии Декарт принсипи нисбияти Галилей ба таври математикӣ чунин навишта мешавад: -,,, дар ин ҷо,,, ва,,, мувофиқан координатаҳои ҷисм ва вақт дар системаҳои ҳаракатнок ва беҳаракат, - суръати системаи сарҳисоби ҳаракатнок. Ин формулаҳо дар физика шаклдигаркуниҳои Галилейро ифода мекунанд. Аз сабабе, ки қонунҳои Нютон ва принсипи нисбияти Галилей дар системаҳои инерсиалии якхела ба амал меоянд, бо ҳамдигар алоқаманд ва инвариант низ мебошанд. Мисол, инвариантнокии қонуни дуюми Нютон ва шаклдигаркунии Галилейро дар системаи инерсиалии сарҳисоб нишон медиҳем: Аз ифодаҳои дар боло навишташуда бар меояд, ки шаклдигаркунии Галилей алоқаи координатаҳои системаҳои ҳаракатнок ва беҳаракатро дар системаҳои инерсиалӣ муайян менамояд. Аммо бо пайдо шудани назарияи электромагнитии Максвелл, масъалаҳои мураккабе арзи вуҷуд карданд, ки онҳо ба принсипи нисбияти Нютон - Галилей мувофиқат намекарданд. Аввалин шуда, барои ҳалли чунин мушкилот физики нидерланӣ Антуан Лоренс камари ҳиммат баст. Лоренс соли 1904 ифодаҳое (формулаҳое) - ро пешниҳод намуд, ки онҳо табдилёбии координатаҳо ва инвариантнокии муодилаҳои Максвеллро ҳангоми гузариш аз як системаи сарҳисоби инерсиалӣ ба системаи сарҳисоби дигар ифода мекарданд: 2 Аз табдилоти Лоренс - Эйнштейн бармеояд, ки фосилаи вақти рӯйдод дар системаи ҳаракатнок нисбат ба системаи ором камтар фарқ дорад: - фосилаи вақт дар системаи ҳаракаткунанда, - фосилаи вақт дар системаи беҳаракат ва - суръати ҳаракати система. Бояд қайд кард, ки дар мавриди ба суръати рӯшноӣ наздик шудани суръати система, вақт қариб тағйир намеёбад. Ҳар як система вақти хоси худро дорад ва ин вақт ба суръати ҳаракати он система вобаста мебошад. Ҳамин тавр, дар фаҳмишҳои оянда консепсияи фазо ва вақт мукаммалтар гардида, муайян карда шуд, ки фазо беохир, объективӣ, реалӣ, умумӣ, сеченака, изотропӣ ва евклидӣ мебошад. Вақт бошад, беохир, якченака, яксамта, якҷинса, ҷоришаванда, барнагарданда ва ҷаҳонӣ аст. Бояд таъкид намуд, ки дар илми муосир аз фаҳмишҳои биологӣ, психологӣ ва иҷтимоии вақту фазо низ ба таври васеъ истифода мебаран.