CC BY
181
Секция «Концепции современного естествознания»
будут сопоставимы с объёмами добычи её природной «сестры».
Библиографические ссылки
1. Малолетнев А. С., Кричко А. А., Гаркушина А. А. Получение синтетического жидкого топлива гидрогенизацией углей. М. : Недра, 1992.
2. Федорчак М. А., Блинкова Д. А., Кузнецов П. Н. Анализ состава и оценка возможности получения
изокомпонента из бензиновой фракции, образующейся при переработке смеси нефтяного мазута бурого угля // Молодые ученые в решении актуальных проблем науки : сб. ст. Всерос. науч.-практ. конф. студентов и молодых ученых ; СибГТУ. Красноярск, 2009. Т. 2.
© Блинкова Д. А., Жирнова Е. А., 2011
УДК 530.1
Е. С. Ивлева, Я. А. Кончев Научный руководитель - М. С. Эльберг Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск
МИРОВОЗЗРЕНИЕ А. ЭЙНШТЕЙНА И СОВРЕМЕННАЯ НАУЧНАЯ КАРТИНА
Теория относительности А. Эйнштейна открыла новые научные горизонты мира. Восприятие пространства, времени, объектов, движущихся со скоростями, близкими к скорости света было совершенно отлично от классических представлений и вызвало немало споров. До сих пор основные положения специальной теории относительности (СТО) называются постулатами, т. е. предположениями. Как современная научная картина реальности соотносится с СТО и представляет собой предмет обсуждения в данной работе.
Мировоззрение определяется как система обобщенных взглядов на объективный мир и место человека в нем, на отношение людей к окружающей действительности и самим себе, а также обусловленные этими взглядами их убеждения, идеалы, принципы познания и деятельности [1]. Мировоззрение человека сугубо индивидуально и у Эйнштейна было своё собственное. Источниками, оказавшими влияние на формирование мировоззрения этого выдающегося ученого, послужили работы основателей классической механики и электродинамики, отдельные положения других естественных наук, а также многие философские труды.
Студенческие годы Эйнштейна были годами выработки мировоззрения и приобретения математических и физических знаний, синтез которых привел к созданию специальной теории относительности [2]. В основе специальной теории относительности лежат два принципа или постулата, сформулированные Эйнштейном в 1905 г.
1. Принцип относительности: все законы природы инвариантны по отношению к переходу от одной инерциальной системы отсчета к другой. Это означает, что во всех инерциальных системах физические законы (не только механические) имеют одинаковую форму. Таким образом, принцип относительности классической механики обобщается на все процессы природы, в том числе и на электромагнитные. Этот обобщенный принцип называют принципом относительности Эйнштейна.
2. Принцип постоянства скорости света: скорость света в вакууме не зависит от скорости движения источника света или наблюдателя и одинакова во всех инерциальных системах отсчета. Скорость света в СТО занимает особое положение. Это предельная скорость передачи взаимодействий и сигналов из одной точки пространства в другую.
Эти принципы следует рассматривать как обобщение всей совокупности опытных фактов. Следствия из теории, созданной на основе этих принципов, подтверждались бесконечными опытными проверками. СТО позволила разрешить все проблемы «доэйн-штейновской» физики и объяснить «противоречивые» результаты известных к тому времени экспериментов в области электродинамики и оптики. В последующее время СТО была подкреплена экспериментальными данными, полученными при изучении движения быстрых частиц в ускорителях, атомных процессов, ядерных реакций и т. п.
Создание этой теории завершило первую часть творческого пути Эйнштейна. Вторая часть - попытки применения теории относительности на ускоренные движения. Они завершаются появлением общей теории относительности, новой космологии, основанной на общей теории относительности, и ее подтверждением при наблюдении солнечного затмения, подтверждением, которое принесло теории широкое признание [3]. В рамках ОТО, как и в других метрических теориях, постулируется, что гравитационные эффекты обусловлены не силовым взаимодействием тел и полей, находящихся в пространстве-времени, а деформацией самого пространства-времени, которая связана, в частности, с присутствием массы-энергии. Общая теория относительности отличается от других метрических теорий тяготения использованием уравнений Эйнштейна для связи кривизны пространства-времени с присутствующей в нём материей.
ОТО содержит в основе СТО, но с поправками, учитывающих гравитационное воздействие. При изучении больших гравитационных масс и пространства вокруг них, было установлено, что свет может менять скорость, и в связи с эти 2-ой принцип был переписан: «Скорость света постоянна во всех ИСО, если гравитационными силами можно пренебречь». Первый
Актуальные проблемы авиации и космонавтики. Социально-экономические и гуманитарные науки
принцип и релятивисткие эффекты полностью сохранились. Вблизи больших гравитационных масс пространство искривляется, а время замедляется.
Теория относительности преемственно связана с проходящим через всю историю науки последовательным отказом от антропоцентризма, от представления о человеке как о центре Вселенной, от абсолютизирования картины мира, стоящей перед земным наблюдателем. Вплоть до конца Х1Хв. полагали, будто оптические процессы в движущемся теле происходят по-иному, чем в неподвижном, и это различие придает смысл слову «движение» без ссылки на другое тело, относительно которого движется данное тело. Теория относительности, выдвинутая Эйнштейном в 1905 г., утверждает, что внутренние процессы протекают в телах единообразно, независимо от прямолинейного и равномерного движения этих тел. Внутренние эффекты движения отсутствуют в случае движения по инерции. Поэтому теория Эйнштейна, называется специальной теорией относительности. Как уже было сказано, впоследствии, в 1916 г., Эйнштейн распространил принцип относительности и на ускоренные движения. Еще позже Эйнштейн в течение многих лет разрабатывал единую теорию поля, т. е. теорию, которая в качестве частных случаев содержала бы законы тяготения и законы электромагнитного поля [4].
Некоторые положения СТО и ОТО до сих пор не доказаны, так как энергия, с точки зрения математической физики, представляет собой величину, сохраняющуюся из-за однородности времени. А в общей теории относительности, в отличие от специальной, вообще говоря, время неоднородно, то закон сохранения энергии может быть выражен в ОТО только локально. Это значит, что в ОТО не существует такой величины эквивалентной энергии в СТО, чтобы интеграл от нее по пространству сохранялся при движении по времени. Многие физики считают это существенным недостатком ОТО.
Библиографические ссылки
1. Лихин А. Ф. Концепции современного естествознания : учебник / А. Ф. Лихин // ТК Велби ; Проспект, 2006.
2. Пайс А. Научная деятельность и жизнь Альберта Эйнштейна. М. : Наука, 1989.
3. Берков А. В., Кобзарев И. Ю. Приложение теории тяготения Эйнштейна к астрофизике и космологии. М. : МИФИ, 1990.
4. Липкин А. И. Основания современного естествознания. Модельный взгляд на физику, синергетику, химию. М. : Вузовская книга. 2001.
© Ивлева Е. С., Кончев Я. А., Эльберг М. С., 2011
УДК 620.1
Н. В. Казакова Научный руководитель - А. А. Снежко Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск
НАНОТЕХНОЛОГИИ
Сегодня нанотехнологии - новый инструмент научно-технического прогресса. В работе представлены определенные результаты исследований в разных научных областях, связанных нанотехнологиями.
Нанотехнологии качественно отличаются от традиционных дисциплин, поскольку на таких масштабах привычные, макроскопические технологии обращения с материей часто неприменимы, а микроскопические явления, пренебрежительно слабые на привычных масштабах, становятся намного значительнее: свойства и взаимодействия отдельных атомов и молекул или агрегатов молекул (например, силы Ван-дер-Ваальса), квантовые эффекты.
Основные открытия, предсказываемые в этой области, пока не сделаны. Тем не менее, проводимые исследования уже дают практические результаты. Использование в нанотехнологии передовых научных достижений позволяет относить ее к высоким технологиям [1].
Огромное внимание уделяется следующим направлениям: биологии, космологии и физике.
По результатам рейтинга научных достижений в журнале «Экология и жизнь» [2] наиболее впечатляющим результатом года стала демонстрация возможностей метода обратного превращения зрелых (специализированных) клеток в стволовые в неогра-
ниченном количестве, из которых можно потом выращивать любые органы и ткани. Следовательно, из стволовых клеток можно выращивать органы, идеально подходящие для трансплантации, их можно использовать для восстановления нервной ткани спинного мозга и излечивать параличи, бороться с рядом прежде неизлечимых наследственных болезней. Так, например, исследователям из Гарвардского института стволовых клеток удалось превратить в столовые клетки кожи 82-летней пациентки с расстройством двигательных нейронов, а затем преобразовать их в клетки спинного мозга, что, в свою очередь позволило полностью восстановить картину развития заболевания.
Следующее открытие в области нанотехнологий -вода как источник топлива. Группа американских учёных создала новый катализатор на основе фосфора и кобальта, значительно облегчающий электролиз воды. Дешевая альтернатива сулит надежду на получение из воды топлива будущего - водорода, не загрязняющего окружающую среду при сжигании, в ходе которого можно получить электричество [2].
