¿Qué son las aproximaciones?? ¿Qué lugar ocupan en la física??

Aproximación. ¿Por qué de repente quise prestar especial atención a este tema?? Parecería, algo completamente normal, no requiere ninguna consideración especial. La aproximación es un lugar común en la física actual., sobre el cual guardan silencio. Es muy raro encontrar una descripción detallada de aproximaciones en artículos., que son aceptados en el estudio, a la que está dedicado el artículo. Y cuando se enseña a los estudiantes, la atención no suele centrarse en este tema.. Pero en vano.

Las aproximaciones impregnan toda la física. Además, De hecho, cada se acercóes, dondequiera que se haga crea separado, imagen única del mundo (sus partes, algún fenómeno descrito). A menudo, Las aproximaciones nos permiten introducir nuevos conceptos., nuevos términos, que son válidos sólo dentro de cada aproximación dada. Y ¡Ay de ese investigador!, quien no se da cuenta, ¿Qué utiliza los conceptos?, que son legítimos en alguna otra aproximación, pero no eso, donde él trabaja. y no pienses, que esto es algo raro. describiendo el mundo real, muy frecuente. Especialmente allí y entonces, Cuando los científicos intentan ampliar el alcance de aplicación de una teoría., ha demostrado su eficacia en determinadas condiciones.

Las aproximaciones se pueden anidar unas dentro de otras.. Y, sin embargo, cada vez surgen nuevas imágenes del mundo.. A menudo, los conceptos de una aproximación migran a otra en forma de la misma imagen matemática., estar asociado con cosas completamente diferentes. Tal vez, los conceptos matemáticos más característicos en este sentido son los elementos básicos de la geometría – punto, línea, superficie. Y otros, por supuesto. No ser infundado, Daré ejemplos bien conocidos.. Al estudiar mecánica en la escuela. (en la Universidad, de paso, también), por ejemplo, Mecánica del movimiento de bolas sólidas., cada una de esas bolas, independientemente de su tamaño, generalmente representado por un punto. punto material, equipado con algo de masa. La masa puede ser un parámetro arbitrario.. Matemáticamente, el punto todavía está seleccionado., entidad sin dimensiones, elemento del espacio (o espacio-tiempo). La trayectoria mueve puntos., naturalmente, representado por una línea, etc. Probablemente esté claro para todos, que dos imágenes del mundo en el espacio-tiempo con elementos puntuales son dos imágenes completamente diferentes del mismo, dos aproximaciones diferentes, si en un caso los puntos están asociados con bolas con un diámetro del orden de 1-2 centímetros, y en el otro – planetas. A Ambas aproximaciones suelen denominarse simplemente clásicas.. Realmente ambos son clásicos.. Pero están integrados paramétricamente en la aproximación clásica, y el parámetro es el tamaño, a partir de cual, en realidad descuidamos el tamaño. Y si en el caso, cuando consideramos los planetas como puntos, las bolas seguramente serán puntos, la primera aproximación es totalmente correcta, entonces por el contrario en absoluto.

Así que qué es lo aproximación? yo lo llamaria por el método de la física, incluso la ciencia en general. Método de los más importantes., el más común y efectivo. Pero normalmente la atención se centra en los resultados de la aplicación de este método.. En terminología generalmente aceptada, se denominan aproximaciones.. Respectivamente, Hablaré de acercamiento en ambos sentidos.. Aquí quiero centrarme en algunas aproximaciones., utilizado en la física del espacio-tiempo.

Empecemos con aproximación clásica, más precisamente de todo el conjunto de aproximaciones, llamado clásico. ¿Qué los une a todos?? Lo que es común en todas las aproximaciones clásicas es que, qué todos los objetos existen continuamente en el tiempo. es lo mas importante. Los acontecimientos llenan la trayectoria. (línea de existencia) objeto en el espacio-tiempo continuamente. Un objeto clásico se puede medir en cualquier momento de su existencia.. Naturalmente, y escala, Implementando el sistema de referencia clásico., también existen por definición en todas partes continuamente en el tiempo, y son arbitrariamente pequeños, para poder medir cualquier, tan pequeño como quieras, parte de un objeto continuo. Existencia espacial de objetos clásicos., viceversa, puede ser bastante discreto. Las aproximaciones de objetos por puntos materiales son extremadamente comunes en física.. Aceptables como casos intermedios, cuando los objetos llenan continuamente un área limitada del espacio, y el caso extremo de un medio continuo, que es continua en todas partes de la región considerada del espacio, y por lo tanto continuo en toda la región del espacio-tiempo. Se trata de la posible descripción de objetos físicos.. El espacio-tiempo mismo en aproximaciones clásicas siempre se considera en algún sentido como un medio continuo., cada punto en el espacio-tiempo (evento espacial) Se supone que existe continuamente en el tiempo., si hay un objeto físico material allí o no. La interpretación de tal espacio-tiempo es posible de dos maneras., que dividen todas las aproximaciones clásicas en dos clases según este criterio. En el primer caso, se supone simplemente que el espacio-tiempo es un contenedor., arena para objetos físicos. Sus propiedades no dependen en modo alguno de si, Lo que sucede en este ámbito y en el espacio-tiempo se supone a priori que es euclidiano. (pseudo-euclidiano espacio matemático. (Seudo)La euclideanidad es una designación matemática para el hecho, que para cada punto en el espacio-tiempo (y para todos los puntos a la vez) puede elegir dichos vectores de unidades de medida en diferentes espacios (y temporal también) direcciones, construir tales coordenadas a lo largo de todo el espacio-tiempo, que la distancia entre dos puntos cualesquiera se puede calcular, conociendo sus coordenadas (distancias desde el origen a lo largo de líneas rectas, líneas mutuamente perpendiculares, obtenido midiendo estas reglas y relojes)  usando el teorema de pitágoras. En otras palabras, en todas partes y siempre gobernantes (duro) y los relojes existen y coinciden entre sí. Mediciones, hecho con su ayuda, que hay en moscú, ¿Qué hay en Londres?, que en el centro de la galaxia se puede comparar, sin pensar en nada más. Este punto de vista se remonta a Newton y se quedó sólo con la creación Esto se manifestó más claramente en la última teoría exitosa. pero, A pesar del aparente éxito de esta teoría., la aproximación misma del espacio-tiempo independiente como escenario de fenómenos físicos, sigue siendo en muchos casos, se podría decir incluso en la mayoría, muy eficaz y suficiente para obtener resultados correctos. En la relatividad general, el espacio-tiempo ya no es un contenedor indiferente para los objetos físicos., su estructura depende de una de sus características, masas (más precisamente, tensor de energía-momento). Por lo tanto, ya no puede seguir siendo euclidiano.. Pero aún conserva plenamente su estructura en esta forma., permanecer euclidiano lejos de los cuerpos materiales. La diferencia con la euclideanidad debe describirse de alguna manera.. Esta función (descripción de la diferencia) realiza tensor métrico, que depende del lugar y el tiempo (su diferencia con el euclidiano) describe la dependencia del sistema de referencia clásico (conjunto de unidades de medida, reglas y relojes) para cada punto en el espacio-tiempo. además, espacio-tiempo mismo, ahora también afecta la posición mutua (movimiento) todos los cuerpos, teniendo masa. Y esta función, descripción del movimiento, también realiza métrica tensor, cuyo tipo determina las trayectorias de los cuerpos materiales. Sin embargo, GTR sigue conservando las mismas características. – En cierto sentido, el espacio-tiempo de esta teoría sigue siendo sólo un contenedor de energía-momento de campos físicos.. El tensor de energía-momento en sí no es una estructura del espacio-tiempo., él permanece externo.

Otra clase de aproximaciones en física suele denominarse cuántico. Estas aproximaciones deberían entonces aplicarse, cuando acción, caracterizando los fenómenos considerados, ya no puede considerarse como continuo. Es la acción que tiene un cierto valor mínimo en estas aproximaciones., cuántico. Y, respectivamente, en tales aproximaciones es una cantidad discreta. Casi ya durante el desarrollo de los fundamentos de la mecánica cuántica se comprendió, que en tal aproximación una trayectoria no se puede atribuir a un objeto en el mundo real, que consiste en una secuencia continua de eventos. Este hecho se expresa de muchas maneras diferentes.. Uno de los más famosos es ratio de incertidumbre A Heisenberg. También hablan de la ausencia de trayectoria para los objetos cuánticos, etc.. ¿Qué pasa con la descripción del espacio-tiempo en tales aproximaciones?? Siempre sigue siendo clásico., ya que la idea todavía se construye sobre la base de sistemas de referencia, que están disponibles para nosotros solo en la versión clásica. Los sistemas de referencia cuánticos simplemente no existen.. Esto también se llama el principio de complementariedad arruga. ¿Incluso interactúas con ellos?, la aproximación cuántica es fundamentalmente un centauro. es mas o menos tolerable, siempre y cuando el espacio-tiempo sea considerado como un escenario para la física., fenómenos ahora cuantificados. Como una cuestión de hecho, Toda la parte exitosa de las teorías cuánticas es precisamente esta.. Y todos los intentos de aplicar los métodos de la teoría cuántica al espacio-tiempo de la Teoría General de la Relatividad han fracasado hasta ahora.. Este problema se formula hoy como la necesidad de construir una teoría. gravedad cuántica.

En mi opinión, el fracaso de estos intentos, ante todo, debido al hecho, que cualquier teoría cuántica está condenada a seguir siendo un centauro precisamente por razones, formulado como el principio de complementariedad de Bohr. Todos nuestros procedimientos de medición fueron, son y seguirán siendo clásicos. Por eso, y sólo pueden describirse en la aproximación clásica. Y la imagen del espacio-tiempo, creado por ellos, siempre será clásico. Métrica, cual es la imagen del sistema de referencia, distribuido en la región espacio-temporal, no se puede cuantificar, no sujeto a la teoría cuántica. Pero esto no significa en absoluto que sea imposible construir de forma coherente una teoría cuántica del espacio-tiempo.. Sólo necesitas elegir las estructuras adecuadas., que dan lugar a una descripción mecánica cuántica del mundo real. También es necesario trabajar en dos aproximaciones a la vez., manteniendo simultáneamente su consistencia necesaria, y sus necesarias diferencias.

© Gavryusev V.G.
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