Книги
чёрным по белому
Главное меню
Главная О нас Добавить материал Поиск по сайту Карта книг Карта сайта
Книги
Археология Архитектура Бизнес Биология Ветеринария Военная промышленность География Геология Гороскоп Дизайн Журналы Инженерия Информационные ресурсы Искусство История Компьютерная литература Криптология Кулинария Культура Лингвистика Математика Медицина Менеджмент Металлургия Минералогия Музыка Научная литература Нумизматика Образование Охота Педагогика Политика Промышленные производства Психология Путеводители Религия Рыбалка Садоводство Саморазвитие Семиотика Социология Спорт Столярное дело Строительство Техника Туризм Фантастика Физика Футурология Химия Художественная литература Экология Экономика Электроника Энергетика Этика Юриспруденция
Новые книги
Суворов С. "Танк Т-64. Первенец танков 2-го поколения " (Военная промышленность)

Фогль Б. "101 вопрос, который задала бы ваша кошка своему ветеринару если бы умела говорить" (Ветеринария)

Нестеров В.А. "Основы проэктирования ракет класса воздух- воздух и авиационных катапульных установок для них" (Военная промышленность)

Таранина И.В. "Гражданский процесс в схемах " (Юриспруденция)

Смоленский М.Б. "Адвокатская деятельность и адвокатура российской федерации" (Юриспруденция)
Реклама

Суперсила - Девис П.

Девис П. Суперсила — М.: Мир, 1989. — 272 c.
ISBN 5-03-000546
Скачать (прямая ссылка): supersila1989.djvu
Предыдущая << 1 .. 55 56 57 58 59 60 < 61 > 62 63 64 65 66 67 .. 136 >> Следующая

этих абстрактных симметрий, например инвариантность законов механики
относительно изменения отсчета (нулевого уровня) высоты, были приведены в
гл. 4. Калибровочные симметрии связаны с идеей калибровки путем
124
Суперсила
изменения отсчета уровня, масштаба или значения физической величииы.
Система обладает калибровочной симметрией, если ее природа остается
неизменной при такого рода преобразовании. Попытаемся на простом примере
разобраться, как абстрактное понятие калибровочного преобразования можно
связать с более конкретным представлением о физической силе.
Представьте себе, что вы находитесь на борту космического корабля,
летящего равномерно и прямолинейно в мировом пространстве вдали от планет
и других небесных тел. Вы не ощущаете ни действия каких-либо сил, ни
самого движения. Вы пребываете в состоянии полной невесомости и свободно
парите в кабине. Вообразить такую картину не составляет особого труда.
Теперь подвергнем этот сценарий калибровочному преобразованию Иначе
говоря, попытаемся изменить описание путем калибровочного преобразования,
т. е. изменения масштаба, некоторой величины, в данном случае -
расстояния. Предположим, что космический корабль по-прежнему движется в
пространстве с постоянной скоростью, но уже по траектории, проходящей
параллельно предыдущей на расстоянии 1 км от нее. Что означало бы такое
калибровочное преобразование для пассажира космического корабля? Ровно
ничего, если говорить о силах. Пассажир испытывал бы те же ощущения, что
и в предыдущем сценарии. Точнее, поведение физических объектов вокруг
пассажира абсолютно не зависит от того, по какой прямолинейной траектории
движется корабль. Ясно, что в этом примере проявляется некая симметрия.
Не можно выразить утверждением, что законы физики инвариантны (т. е.
неизменны) относительно параллельного переноса (или сдвига) при
калибровке расстояния. Но пока силы по-настоящему не участвовали в нашем
рассмотрении.
При калибровочном преобразовании траектория космического корабля
оставалась прямолинейной. Пространственный сдвиг был одинаков у всех
точек траектории. Иначе говоря, калибровочное преобразование было всюду
одинаковым - подобное преобразование физики называют "глобальным"
калибровочным преобразованием Глобальный характер важен: если бы
калибровочное преобразование непрерывно изменялось вдоль траектории
космического корабля, то преобразованная траектория представляла бы собой
извилистую линию. У космического корабля, запрограммированного для полета
по такой траектории, должны были бы непрерывно работать двигатели, а
пассажира при каждом маневре бросало бы из стороны в сторону. Он
испытывал бы действие сил. Маневрирование сказалось бы на поведении всех
физических объектов внутри корабля. Калибровочные преобразования,
изменяющиеся от точки к точке, известны под названием "локальных"
калибровочных преобразований. Совершенно очевидно, что законы физики не
инвариантны относительно локальных калибро-
Укрощение бесконечности
125
вочных преобразований, искривляющих траекторию космического корабля и
причиняющих пассажиру столько неприятностей. А может быть, они все же
инвариантны?
Для простоты предположим, что после калибровочного преобразования
космический корабль запрограммирован для полета по круговой траектории с
постоянной скоростью. Астронавт ощущает кривизну траектории, так как уже
не находится в состоянии невесомости. Теперь он не будет свободно парить
- центробежная сила прижимает его к стенкам корабля. Физические явления
на борту космического корабля, движущегося по круговой орбите,
существенно отличаются от того, что происходит на борту корабля,
движущегося равномерно и прямолинейно.
Представьте себе, что вы и есть тот астронавт, который описывает на
борту корабля круг за кругом в космическом пространстве. Вы засыпаете и,
проснувшись, обнаруживаете, что снова находитесь в невесомости. "Должно
быть, - подумаете вы, - космический корабль снова летит равномерно и
прямолинейно". Но выглянув в иллюминатор, вы к своему удивлению увидите
вокруг себя звезды. Каким образом, двигаясь по окружности, можно
оставаться в состоянии невесомости? Посмотрев в иллюминатор на
противоположной стене, вы поймете причину: корабль движется по круговой
орбите вокруг планеты.
Одна из наиболее занимательных картин в реальном космическом полете -
свободное парение астронавта в состоянии почти полной невесомости при
движении космического корабля по орбите вокруг Земли. То, что испытывает
при этом реальный астронавт, не отличимо от ощущений астронавта,
движущегося в межзвездном пространстве равномерно и прямолинейно. В этом
заключен глубокий физический принцип: явления, сопровождающие полет по
криволинейной траектории вокруг планеты, ничем не отличаются от
происходящих при равномерном и прямолинейном движении в глубоком космосе.
Причина такого совпадения ясна: гравитация (тяготение) планеты в точности
Предыдущая << 1 .. 55 56 57 58 59 60 < 61 > 62 63 64 65 66 67 .. 136 >> Следующая