Пространство Сущность Материальная

Пространство Сущность Материальная.



Пространство существует?
Существует.
Факт?
Факт.


Пространство обладает тремя измерениями.
Факт?
Факт.

Как заметил, в свое время Людвиг Витгенштейн-мир состоит из фактов.

А также он сформулировал следующий тезис-если вам есть, что сказать, то это можно выразить тремя словами.

А если вам сказать нечего, то вам следует молчать.

Молчание-золото.

Был такой человек по имени Пифагор.
Жил он 2500 лет тому назад.
В Греции.

К нему приходили молодые люди с желанием стать его учениками.
Первое задание состояло в молчании.
Ученику требовалось сохранять молчание в течение пяти лет.



Возвращаемся к пространству.

Пространство существует -следовательно пространство является -сущностью.

Какие мы знаем сущности?

Мы знаем сущности материальные -звезды, планеты, машины, самолеты, ракеты, автоматы и пр.

А также мы знаем сущность нематериальную.

Нематериальной сущностью является Информация.


.







Информа;ция (от лат. inform;ti; «представление, понятие о чём-либо» ; informare «придавать вид, формировать, изображать»


Информация может передаваться, обладать количественным измерением
 
Первоначально «информация» — сведения, передаваемые людьми устным, письменным или каким-либо другим способом, с середины XX века термин «информация» превратился в общенаучное понятие, включающее обмен сведениями между людьми, человеком и автоматом, автоматом и автоматом; обмен сигналами в животном и растительном мире; передачу признаков от клетки к клетке, от организма к организму (например, генетическая информация);


В представлении античных философов вся материя существовала в виде четырёх элементов: воды, земли, воздуха и огня. Соответственно, свойства всех вещей были определены той формой, в которую материя соединена . Informatio — «формирование» — понималось как процесс, в результате которого идея получает воплощение: при наблюдении за лошадью в сознании образуется идея о ней; процесс обучения создаёт ученика; художник изготавливает скульптуру, придавая желаемую форму куску мрамора.

Историк Джон Дарем Питерс предлагает передавать эту концепцию термином «морфогенезис»

Слово informatio использовалось Цицероном и Августином при переводе на латынь таких понятий греческой философии, как эйдос, идея, форма, пролепсис   

Фома Аквинский использует для описания гилеморфизма словосочетание informatio materiae («формирование материи»)


Исчезновение концепции морфогенезиса из философского дискурса связано с развитием эмпиризма, не допускающего существования форм за пределами чувственного восприятия. Фрэнсис Бэкон критикует диалектиков, которые «успокаиваются на непосредственных данных (informationibus) хорошо расположенного чувства». Обращаясь к наследию Платона, Джон Локк использует слово «идея» «для выражения того, что подразумевают под словами „фантом“, „понятие“, „вид“, или всего, чем может быть занята душа во время мышления».
Для эмпириков поток идей был сырым материалом, на основании которого может быть построено знание, для рационалистов — покровом иллюзий, стоящим на пути разума.
В русском языке слово «информация» известно с петровской эпохи.
Оно было заимствовано из польского языка и использовалось в значении «донесение, извещение».
До середины 1960-х годов оно фиксируется в русских словарях и энциклопедиях как однозначное слово, употребляемое по отношению к сообщениям.
Понятие информации как сведений, подлежащих хранению и передаче, возникает в XIX веке.
Если для эмпириков информация была связана с чувственным опытом, то с появлением статистики и ростом государственной бюрократии она стала подразумевать знание за пределами опыта конкретного индивида.
Такой смысловой переход также связывают с развитием способов коммуникации: массовый выпуск газет, словарей, энциклопедий, распространение почтовых услуг, изобретение телеграфа и телефона привели к восприятию информации как самостоятельного явления, представленного в конкретной форме и обладающего истинностью.
Понятие стало относиться не к знаниям, а к определённому способу их приобретения — утверждениям, объективность которых проистекает из факта их публикации в книге или ином авторитетном источнике.
Как отмечает социолог Алвин Уорд Гоулднер, знание в виде информации — «это скорее атрибут культуры, чем личности; его значение, его отыскание и его последствия — всё является деперсонализованным.
Культура может помогать или препятствовать осознанию, но культура сама по себе не может осознавать».
По мнению Мишеля де Серто, переход читателя в положение пассивного потребителя стал шагом в развитии идей Просвещения о преобразовании общества посредством популяризации знания.
Математическая теория информации
В середине XX века слово «информация» приобретает новый смысл, связанный с понятием энтропии. В 1948 году выходит книга Норберта Винера «Кибернетика, или управление и связь в животном и машине», где об информации говорится как о третьем фундаментальном понятии природы наряду с материей и энергией. В то же время Клод Шеннон, развивая идеи Гарри Найквиста и Ральфа Хартли, вводит понятие бита как единицы измерения количества информации. Рассматривая проблему оптимизации передачи сигнала по каналу связи, он предлагает свою модель коммуникации, будучи уверенным в том, что «семантические аспекты связи не имеют отношения к инженерной стороне вопроса»[9]. Уоррен Уивер уточняет, что в рамках их теории слово «информация» используется не в общепринятом значении, а как характеристика передаваемого сигнала, не подразумевающая наличия смысла. Такое понимание термина ложится в основу таких концепций, как обработка информации и информационные технологии.
Ларс Квортруп отмечает, что информация в теории Шеннона и Уивера описывается противоречиво: и как объективная количественная величина, и как субъективный выбор отправителя сообщения.  С точки зрения семиотики, математическая теория информации описывает только синтаксис (взаимосвязь знаков между собой), но не касается семантики (связи знаков и смысла) и прагматики (связи знаков и людей). Философ Петер Яних видит в этом влияние идей семиотика Чарлза Морриса, который считал, что решение проблем синтаксиса создаст предпосылки для решения проблем семантики и прагматики. В 1952 году семантическая теория информации была представлена Йегошуа Бар-Хиллелом и Рудольфом Карнапом. В 1980-е годы теория Шеннона разрабатывается Фредом Дрецке с точки зрения эпистемологии и Джоном Барвайзом и Джоном Перри в рамках философии языка. Теории семантической информации проводят разграничение между данными (последовательностью звуков или символов) и их смысловым содержанием.

Дальнейшее распространение термина
С распространением вычислительной техники математическая теория информации оказывает большое влияние на другие сферы деятельности, которые в послевоенные годы всё больше перенимают позитивистские методы естественных наук. Во второй половине XX века закрепляется понимание информации как абстрактного явления, существующего в отрыве от её истинности и конкретной формы представления.  Лингвист Джеффри Нанберг отмечал, что связанная с современными технологиями концепция начинает ретроактивно применяться по отношению к событиям прошлого: «Нас убеждают, что передаваемая компьютерами субстанция — „информация“ в техническом смысле — по сути то же, что привело к Реформации и Французской революции».
В терминах работы с информацией начинают определять себя такие сферы деятельности, как информатика, электротехника, библиотековедение, психолингвистика, менеджмент, экономика, журналистика, коммуникативистика. С когнитивной революцией эта концепция занимает центральное место в психологии, где начинает доминировать функционализм, рассматривающий сознание по аналогии с обработкой информации вычислительными машинами. За дисциплиной, прежде известной как документалистика, закрепляется название «информационная наука».  В 1964 году Мартин Хайдеггер говорил о том, что науки «начинают определяться и направляться новой основной наукой» — кибернетикой, которая «преображает речь в обмен сообщениями», а «искусства становятся направленно-направляющими инструментами [передачи] информации». В опубликованной в 1983 году работе экономиста Фрица Махлупа отмечается, что представители гуманитарных наук используют в своих теориях общепринятое определение информации, накладывая на него для своих нужд некоторые ограничения: «Требование истинности или правильности должно исключить ложные или неправильные сообщения; требование ценности или полезности должно исключить сообщения, бесполезные для принятия решений; требование новизны должно исключить повторные или избыточные сообщения; требование неожиданности должно исключить сообщения, ожидаемые получателем; требование уменьшения неопределенности должно исключить сообщения, которые не меняют или увеличивают состояние неопределенности получателя; и так далее… Специалисты в ряде дисциплин… ввели удобные для своих целей ограничения, осложнив для неспециалистов понимание того, что имеется в виду». Использование термина «информация» в контекстах, не подразумевающих наличие разумного получателя, Махлуп считает метафорическим (когда речь идёт о биологических системах или группах организмов) или просто некорректным (когда речь идёт о воздействии на механизм или коммуникациях).
Понятие информационной экономики закрепилось в связи с опубликованной в 1977 году одноимённой работой Марка Пората и Майкла Рубина. Они обосновывали предложенную ранее Махлупом идею о переходе экономики развитых стран от промышленного производства к знаниям, оценивая четвертичный сектор в 46 % ВНД США.  По мнению историка Джеймса Бенигера  парадигмы кибернетики и математической теории информации помогли решить вызванный индустриализацией кризис управления производством, распространением и потреблением товаров. Распространение новых технологий обработки и передачи информации обусловило переход от индустриального общества к информационному

В информатике

Предметом изучения информатики являются именно данные: методы их создания, хранения, обработки и передачи.
Данные представляют собой информацию в формализованном виде (в цифровой форме), позволяющем автоматизировать её сбор, хранение и дальнейшую обработку в ЭВМ.
С этой точки зрения информация является абстрактным понятием, рассматриваемым безотносительно к её семантическому аспекту, а под количеством информации обычно понимается соответствующий объём данных.
Однако одни и те же данные могут быть закодированы различным образом и иметь при этом различный объём, поэтому иногда рассматривается также понятие «ценность информации», которое связано с понятием информационной энтропии и является предметом изучения теории информации.

В теории информации
Теория информации (математическая теория связи) — изучает процессы хранения, преобразования и передачи информации. Она основана на научных методах измерения количества информации. Теория информации развилась из потребностей теории связи. Основополагающими считаются «Передача информации» Ральфа Хартли опубликованные в 1928 году и «Работы по теории информации и кибернетике» Клода Шеннона, опубликованные в 1948 году. Теория информации изучает пределы возможностей систем передачи данных, а также основные принципы их проектирования и технической реализации.
В теории управления (кибернетике)
Основоположник кибернетики Норберт Винер дал следующее определение информации: «Информация — это обозначение содержания, полученное нами из внешнего мира в процессе приспосабливания к нему нас и наших чувств».
Кибернетика рассматривает машины и живые организмы как системы, воспринимающие, накапливающие и передающие информацию, а также перерабатывающие её в сигналы, определяющие их собственную деятельность.
Алгоритмическая теория информации

Как область математики — алгоритмическая теория информации была создана А. Н. Колмогоровым.  Две основополагающие статьи по ней были опубликованы в журнале «Проблемы передачи информации» в 1965 и 1969 годах.  Центральным в этой теории является понятие алгоритмической (также называемой колмогоровской) сложности информационного объекта, то есть алгоритмического способа его описания (формирования); эта сложность определяется как минимальная длина алгоритма, формирующего такой объект. Теорема Колмогорова устанавливает, что среди алгоритмов, формирующих информационный объект существуют оптимальные, хотя такие алгоритмы не единственные и отличаются для разных способов представления алгоритмов, тем не менее для заданных двух оптимальных способов их длина (сложность) отличается не более чем на аддитивную константу. Задача вычисления алгоритмической сложности объекта является алгоритмически неразрешимой.
В семиотике
Семиотика — комплекс научных теорий, изучающих свойства знаковых систем. Наиболее существенные результаты достигнуты в разделе семиотики — семантике. Предметом исследований семантики является значение единиц языка, то есть информация, передаваемая посредством языка.
Знаковой системой считается система конкретных или абстрактных объектов (знаков, слов), с каждым из которых определённым образом сопоставлено некоторое значение. В теории доказано, что таких сопоставлений может быть два. Первый вид соответствия определяет непосредственно материальный объект, который обозначает это слово и называется денотат (или, в некоторых работах, — номинат). Второй вид соответствия определяет смысл знака (слова) и называется концепт. При этом исследуются такие свойства сопоставлений как «смысл», «истинность», «определимость», «следование», «интерпретация» и др. Для исследований используется аппарат математической логики и математической лингвистики.
Идеи семантики, намеченные ещё Г. В. Лейбницем и Ф. де Соссюром в XIX веке, сформулировали и развили Ч. Пирс (1839—1914), Ч. Моррис (1901—1979), Р. Карнап (1891—1970) и др.
Основным достижением теории является создание аппарата семантического анализа, позволяющего представить смысл текста на естественном языке в виде записи на некотором формализованном семантическом (смысловом) языке.
Семантический анализ является основой для создания устройств (программ) машинного перевода с одного естественного языка на другой.



Измерение информации

Пионером в области информационной теории был Ральф Хартли. Он ввёл понятие «информации» (энтропии) как случайной переменной и был первым, кто попытался определить «меру информации».
Простейшей единицей измерения информации является бит — единица измерения количества информации, принимающая 2 логических значения: да или нет, истина или ложь, включено или выключено; 1 или 0 в двоичной системе счисления.
В современных вычислительных системах одномоментно обрабатываются 8 бит информации, называемые байтом. Байт может принимать одно из 256 (28) различных значений (состояний, кодов). Производные от байта десятичные единицы измерения, соответственно, именуются килобайт (103 = 1000 байт), мегабайт (106 = 1 000 000 байт), гигабайт (109 = 1 000 000 000 байт) и т. д.
Производные от байта двоичные (бинарные) единицы измерения именуются кибибайт (210 = 1024 байт), мебибайт (220 = 1 048 576 байт), гибибайт (230 = 1 073 741 824 байт) и так далее.



 Вселенная — это колоссальная информационная система. Хотя точное число недостижимо, физика утверждает, что информация во Вселенной ограничена площадьми горизонтов и описывается через энтропию, а ее объем информации является одним из самых больших, но все же подсчитываемых (в рамках наблюдаемой части) чисел в науке.




Мате;рия (от лат. materia «вещество») — философское понятие, которое обычно означает нечто, что формирует окружающую реальность, из чего образовано всё существующее в мире.

Первоначально к материи относили только вещественное, «тело», нечто, имеющее массу, протяжённость, локализацию в пространстве, проявляющее корпускулярные свойства.

С развитием физики трансформировалось и понятие материи.


История понятия

В эпоху первых атомистических концепций античности материя понималась как субстанция, основа всего сущего в мире, из которой «построены» все другие тела во Вселенной.
Классическим выражением такого понимания материи явился атомизм Левкиппа и Демокрита.
Платон не использует термин «материя», однако именно он создал учение о материи как о строительном материале всего сущего.
В диалоге «Тимей» Платон указывает, что для становления текучих и изменяющихся вещей как копий вечных и неизменных эйдосов помимо самих эйдосов как причины и вещей как результата необходимо и некое третье начало, третья природа, которую он называет «восприемницей» и «кормилицей всякого рождения» (Tim. 49а), а также «матерью» (Tim. 50d) всех вещей, и которую сравнивает с золотом, могущим принимать любые формы и образовывать любые фигуры (Тим. 50аb).


Сам термин «материя» был введён, вероятно, Аристотелем. «Материя» (materia) — латинская калька с греч. «гюле» (;;;), что означает «строительный лес» (Аристотель был родом из греческого города Стагира на границе с Македонией, которая поставляла в Грецию древесину для постройки кораблей).
Согласно Аристотелю, ничто не возникает из ничего, поэтому всякое возникновение и всякое изменение требует наличия некоего субстрата, который, изменяясь, утрачивает одни свойства и приобретает новые.
Классическим примером является статуя: глыба меди под рукой мастера превращается в статую, а медь — это та материальная причина, тот субстрат, который утрачивает форму глыбы и приобретает форму статуи.
Этот субстрат Аристотель и называет материей.
Материя, таким образом, это то, «из чего» вещь: «Быть из чего-то» (ektines) означает: "состоять из чего-то как из материи" (Met. 1023a25).
Материя неотделима от предмета реально (Fis. 214a15), но отделяется от формы предмета только мысленно.
При этом Аристотель различает первую материю и вторую материю.
Первая материя — тот конкретный субстрат, вещество, из которого непосредственно состоит предмет, например, медь для статуи.
Вторая материя, рассматриваемая сама по себе, а не в отношении предмета, материей которого служит, имеет форму (состоит из молекул).
В средневековой философии Фома Аквинский видел в материи принцип множества и индивидуации.
Томас Гоббс определял материю как тело (субстанцию), рассматриваемое в отношении его формы (акциденции).
Сущностью материи является протяжённость.
При этом Гоббс мыслил реально существующую материю как «вторую материю», то есть конкретный субстрат вещей определённого вида.
По Джону Локку, материя есть протяжённая плотная субстанция.
Идея материи возникает потому, что мы не представляем себе, как простые идеи разных качеств, доставляемые нам ощущениями, могут существовать сами по себе, без субстрата, которому они принадлежат и от которого происходят.
Именно «ощущение убеждает нас в том, что есть плотные, протяжённые субстанции».
Это знание о существовании материальной субстанции, проистекающее из опыта, Локк считал не подлежащим сомнению.
Однако, поскольку все наше знание ограничено идеями, полученными из опыта, идея материальной субстанции остаётся неясной.
Материя, безусловно, есть, но она есть мыслимое нами нечто, нечто такое, что является носителем первичных качеств (акциденций) протяжённости и плотности, хотя мы не знаем и не можем знать, что же представляет это нечто само по себе.







Основные виды материи

Вещество
 
Классическое вещество может находиться в одном из нескольких агрегатных состояний: газообразном, жидком, твёрдом кристаллическом, твёрдом аморфном или в виде жидкого кристалла.
Кроме того, выделяют высокоионизованное состояние вещества (чаще газообразного, но, в широком смысле, любого агрегатного состояния), называемое плазмой.
Известны также состояния вещества, называемые конденсат Бозе — Эйнштейна и кварк-глюонная плазма.
• Адронное вещество — его структурой является множество составных частиц: адронов.
o Барионное вещество (барионная материя) — вещество состоящее из барионов.
; Вещество в классическом понимании. Состоит преимущественно из фермионов. Эта форма материи доминирует в Солнечной системе и в ближайших звёздных системах.
• Антивещество — состоит из античастиц.
• Нейтронное вещество — состоит преимущественно из нейтронов и лишено атомного строения. Основной компонент нейтронных звёзд, существенно более плотный, чем обычное вещество, но менее плотный, чем кварк-глюонная плазма.
• Другие виды веществ, имеющие атомоподобное строение (например, вещество, образованное мезоатомами с мюонами).



Поле

 
• Электромагнитное поле.
• Гравитационное поле.
• Квантовые поля различной природы. Согласно современным представлениям квантовое поле является универсальной формой материи, к которой могут быть сведены как вещества, так и классические поля, при этом существует нечёткое разделение на вещественные поля (лептонные и кварковые поля фермионной природы) и поля взаимодействий (глюонные сильные, промежуточные бозонные слабые и фотонное электромагнитное поля бозонной природы, сюда же относят пока гипотетическое поле гравитонов). Особняком среди них стоит поле Хиггса, которое сложно отнести однозначно к любой из этих категорий.


Материальные объекты неясной физической природы
• Тёмная материя.
• Тёмная энергия.







Масса в классической механике
Простое определение инертной массы
Величина массы входит в нерелятивистское выражение второго закона Ньютона F = ma, дающее связь между силой и вызываемым ею ускорением свободного тела. Указанный закон, одновременно с утверждением линейности соотношения «сила—ускорение», по сути, выступает определением инертной массы. Сила при этом определяется логически независимо и от закона Ньютона, и от понятия «ускорение», она равна деформации специальной тестовой пружины (с точностью до калибровочного множителя).
Масса может измеряться в килограммах. Официальным эталоном массы «1 кг» по 2018 год служил конкретный объект (см. фото выше); по соглашению, если приложенная к эталону сила обеспечивает ускорение 1 м/с2, то такая сила имеет величину 1 Н. Данным соглашением задаётся единичная сила — приложив её к упомянутой пружине, можно прокалибровать последнюю и использовать для измерений. Инертная масса любого исследуемого тела находится затем как F / a: достаточно знать ускорение при каком-то одном значении силы.
В 2018 году учёные заменили эталон килограмма, хранящийся в Международном бюро мер и весов во Франции с 1889 года. Теперь единица массы определяется с помощью постоянной Планка. Для создания нового эталона массы применяются весы Киббла — устройство, которое определяет, какой ток нужен для того, чтобы создать электромагнитное поле, способное уравновесить чашу с тестируемым эталоном. Старый эталон отныне играет роль очень точной гири.


Гравитационная масса. Принцип эквивалентности

По своему смыслу гравитационная масса — характеристика тел в классической механике, являющаяся мерой их гравитационного взаимодействия
 
где G — гравитационная постоянная (константа Ньютона), r — расстояние между материальными точками, обладающими гравитационными массами   и  .
Первая проверка пропорциональности гравитационной и инертной масс была выполнена Галилеем, изучавшим свободное падение. Согласно опытам Галилея, все тела, независимо от их массы и материала, падают с одинаковым ускорением. Сейчас эти опыты можно трактовать так, что увеличение силы, действующей на более массивное тело со стороны гравитационного поля Земли, полностью компенсируется увеличением его инертных свойств. Позднее на пропорциональность двух видов массы обратил внимание Ньютон, он же впервые доказал, что эта пропорциональность выдерживается с точностью не хуже 0,1 %[9].
С учётом сказанного раздельных единиц для гравитационной и инертной массы не вводят, а коэффициент их пропорциональности принят равным 1 с надлежащим подбором константы G. На сегодня пропорциональность (условно говоря, «равенство масс») экспериментально проверена с очень высокой точностью: чувствительность к относительной разности в лучшем эксперименте на 2009 год имеет порядок 10;13.
Подобные эксперименты привели к формулированию принципа эквивалентности:
Все явления в гравитационном поле происходят точно так же, как в соответствующем поле сил инерции, если совпадают напряжённости этих полей и одинаковы начальные условия для тел системы.
имеющего два уровня глобальности охвата «всех явлений». Так называемый «сильный» принцип гласит: в каждой точке пространства-времени в произвольном гравитационном поле можно выбрать локально-инерциальную систему координат, такую, что в достаточно малой окрестности рассматриваемой точки законы природы будут иметь такую же форму, как и в неускоренных декартовых системах координат, где под «законами природы» подразумевают все законы природы. «Слабый» принцип отличается заменой слов «законы природы» словами «законы движения свободно падающих частиц». Слабый принцип — это не что иное, как другая формулировка наблюдаемого равенства гравитационной и инертной масс, в то время как сильный принцип представляет собой обобщение наблюдений за влиянием гравитации на любые физические объекты.





Единицы измерения массы

Килограмм является одной из семи основных единиц СИ. По современному определению, его величина выражается через величины трёх выбранных физических постоянных: постоянная Планка, скорость света и частота определённого электронного перехода.
В Международной системе единиц (СИ) масса измеряется в килограммах. Единицей измерения массы в системе СГС является грамм (1;1000 килограмма). Вообще говоря, в любой системе измерения выбор основных (первичных) физических величин, их единиц измерения и их числа произволен — зависит от принимаемого соглашения и масса не всегда входит в их состав — так, в системе МКГСС единица массы была производной единицей и измерялась в кгс·с;/м (называлась «техническая единица массы» или «инерта»). В атомной физике и химии принято сравнивать [соотносить] массу с относительной атомной массой (а.е.м.), в физике твёрдого тела — с массой электрона (Атомная система единиц), в физике элементарных частиц массу измеряют в электронвольтах. Кроме этих единиц, используемых в науке, существует большое разнообразие исторических единиц измерения массы, которые сохранили свою отдельную сферу использования: фунт, унция, карат, тонна и др. В астрофизике единицей для сравнения масс небесных тел служит масса Солнца.
В некоторых естественных системах единиц в качестве единицы массы используются массы элементарных частиц: электрона или протона.  В планковской системе единиц, также относящейся к естественным системам, единицей массы является планковская масса.
Массы очень мелких частиц могут быть определены с помощью величины, обратной к комптоновской длине волны: 1 см;1 ; 3,52;10;41 кг. Масса очень большой звезды или чёрной дыры может быть отождествлена с её гравитационным радиусом: 1 см ; 6,73;1024 кг.
Основные свойства массы как величины
Масса — одна из важнейших величин в физике. Это скалярная неотрицательная релятивистски инвариантная величина. По современным представлениям, масса эквивалентна энергии покоя (mc2, где c — скорость света в вакууме). Масса входит в выражения кинетической энергии (mv2/2, где v — скорость) и импульса (mv) материальной точки.
Масса тела, выраженная в килограммах, численно примерно равна весу этого тела, выраженному в кгс (1 кгс ; 10 Н), когда оно покоится вблизи поверхности Земли. Поэтому в повседневных ситуациях слово «вес» нередко синонимизируется со словом «масса». Однако это разные понятия, и в общем случае численные значения массы и веса не совпадают, не говоря уже о различии размерностей. Например, при помещении предмета на обычные магазинные весы показания колеблются в течение нескольких секунд: в это время вес претерпевает изменения, а масса постоянна. Также возможны ситуации с нулевым весом и ненулевой массой одного и того же тела: в условиях невесомости вес всех тел равен нулю, а масса у каждого тела своя.
В классической механике масса инвариантна относительно смены системы отсчёта и аддитивна, то есть масса системы тел равна сумме масс, составляющих её тел.



Пространство- Время


Простра;нство-вре;мя (простра;нственно-временно;й конти;нуум) — физическая модель, дополняющая пространство равноправным временны;м измерением и таким образом создающая теоретико-физическую конструкцию, которая называется пространственно-временным континуумом.
Пространство-время непрерывно и с математической точки зрения представляет собой многообразие с лоренцевой метрикой.
В нерелятивистской классической механике использование Евклидова пространства, не зависящего от одномерного времени, вместо пространства-времени уместно, так как время рассматривается как всеобщее и неизменное, будучи независимым от состояния движения наблюдателя.
В случае релятивистских моделей время не может быть отделено от трёх измерений пространства, потому что наблюдаемая скорость, с которой течёт время для объекта, зависит от его скорости относительно наблюдателя, а также от силы гравитационного поля, которое может замедлить течение времени.
В космологии и релятивистской физике вообще концепция пространства-времени объединяет пространство и время в одну абстрактную Вселенную.
Математически она является многообразием, состоящим из «событий», описанных системой координат.
Обычно требуется три пространственных измерения (длина, ширина, высота) и одно временное измерение (время).

Измерения — независимые составляющие координатной сетки, необходимые для локализации точки в некотором ограниченном «пространстве».
Например, на Земле широта и долгота — две независимые координаты, которые вместе однозначно определяют положение.
В пространстве-времени координатная сетка, которая простирается в 3+1 измерениях, локализует события (вместо просто точки в пространстве), то есть время добавляется как ещё одно измерение в координатной сетке.
Таким образом, координаты определяют, где и когда происходят события.
Однако единая природа пространства-времени и его независимость от выбора координат позволяют предположить, что чтобы выразить временную координату в одной системе координат, необходимы как временная, так и пространственная координаты в другой системе координат.
В отличие от обычных пространственных координат, в пространстве-времени возникает понятие светового конуса, накладывающее ограничения на допустимые координаты, если одна из них везде должна быть временной.
Эти ограничения жёстко связаны с особой математической моделью, которая отличается от евклидова пространства с его очевидной симметрией.
В соответствии с теорией относительности, Вселенная имеет три пространственных измерения и одно временное измерение, и все четыре измерения органически связаны в единое целое, являясь почти равноправными и в определённых рамках (см. примечания ниже) способными переходить друг в друга при смене наблюдателем системы отсчёта.
В рамках общей теории относительности пространство-время имеет и единую динамическую природу, а его взаимодействие со всеми остальными физическими объектами (телами, полями) и есть гравитация.
Таким образом, теория гравитации в рамках ОТО и других метрических теорий гравитации есть теория пространства-времени, полагаемого не плоским, а способным динамически менять свою кривизну.
До начала двадцатого века время полагалось независимым от состояния движения, протекающим с постоянной скоростью во всех системах отсчёта; однако затем эксперименты показали, что время замедляется при больших скоростях движения одной системы отсчёта относительно другой.
Это замедление, названное релятивистским замедлением времени, объясняется в специальной теории относительности.
Замедление времени подтвердили многие эксперименты, такие, как релятивистское замедление распада мюонов в потоке космических лучей и замедление атомных часов на борту космического челнока, ракеты и самолётов относительно установленных на Земле часов.
Длительность времени поэтому может меняться в зависимости от событий и системы отсчёта.
Термин пространство-время получил широкое распространение далеко за пределами трактовки пространства-времени с нормальными 3+1 измерениями.
Это действительно соединение пространства и времени.






Нерелятивистская классическая механика рассматривает время как универсальную величину измерения, которая является однородной во всем пространстве и которая отделена от пространства.
Классическая механика предполагает, что время имеет постоянную скорость течения, которая не зависит от состояния движения наблюдателя или чего-либо внешнего.
В контексте специальной теории относительности время не может быть отделено от трёх измерений пространства, поскольку наблюдаемая скорость течения времени объекта зависит от скорости объекта относительно наблюдателя.
 Общая теория относительности, кроме того, даёт объяснение того, как гравитационные поля могут замедлять течение времени для объекта, наблюдаемого за пределами этого поля.
В обычном пространстве позиция определяется тремя числами, известными как размерность.
В декартовой системе координат они называются x, y и z.
Позиция в пространстве-времени называется событием, и требует указания четырёх чисел: трёхмерное местоположение в пространстве, а также положение во времени (рис. 1).
Таким образом, пространство-время четырёхмерное. Событие — то, что происходит в определённое мгновение в одной точке пространства-времени, представленной набором координат: x, y, z и t.
Слово «событие», используемое в теории относительности, не следует путать с использованием слова «событие» в обычном разговоре, где оно может означать нечто вроде концерта, спортивного события или сражения.
Это не математические «события» в том смысле, в котором это слово используется в теории относительности, потому что они имеют конечную и ненулевую длительность.
В отличие от таких событий как фейерверки или молнии, математические события имеют нулевую продолжительность и представляют собой единственную точку пространства-времени.
Путь частицы через пространство-время можно рассматривать как последовательность событий.
Ряд событий можно связать вместе, чтобы сформировать линию, которая представляет движение этой частицы в пространстве-времени.
Эта линия называется мировой линией частицы.
Математически пространство-время является многообразием, то есть локально «плоским» рядом с каждой точкой так же, как при достаточно малых масштабах глобус кажется плоским.
Очень большой масштабный коэффициент   (обычно называемый скоростью света) соотносит расстояния, измеренные в пространстве, с расстояниями, измеренными во времени.
Величина этого масштабного коэффициента (почти 300 000 км в пространстве, что эквивалентно 1 секунде во времени), а также тот факт, что пространство-время является многообразием, означает, что при обычных, нерелятивистских скоростях и на обычных расстояниях на человеческом уровне мало кто может заметить отличия от евклидового пространства.
Только с появлением высокоточных научных измерений в середине XIX века, таких как эксперимент опыт Физо и эксперимент Майкельсона, возникли загадочные расхождения между наблюдениями и прогнозами на основе неявного предположения о евклидовом пространстве.
В специальной теории относительности термин «наблюдатель», в большинстве случаев, означает систему отсчёта, в которой производятся измерения объектов или событий.
Это использование значительно отличается от обычного значения термина. Системы отсчёта являются нелокальными конструкциями, и в соответствии с таким использованием термина не имеет смысла говорить о том, что наблюдатель имеет какое-либо положение. На рис. 1-1 представьте, что рассматриваемая система отсчёта оснащена плотной решёткой часов, синхронизированной в этой системе отсчёта, которая неограниченно продолжается на протяжении трёх измерений пространства.
Любое конкретное место решётки не имеет значения.
Часовая решётка часов используется для определения времени и положения событий, происходящих во всей системе отсчёта. Термин наблюдатель относится ко всему набору часов, связанным с одной инерциальной системой отсчёта.
В этом идеализированном случае каждая точка пространства имеет связанные с ней часы, и поэтому часы регистрируют каждое событие мгновенно, без задержки между событием и его записью.
Однако реальный наблюдатель увидит задержку между испусканием сигнала и его обнаружением из-за конечности скорости света.
При синхронизации часов учитывается время распространения сигнала и часы корректируются на величину времени его распространения.
Во многих книгах по специальной теории относительности, особенно более старых, слово «наблюдатель» используется в более обычном понимании.
Обычно смысл термина ясен из контекста.
Физики различают понятия измерять и наблюдать (после установления задержки распространения сигнала) от того, что визуально видно без таких корректировок. Ошибки в понимании отличий того, что измеряется/наблюдается от того, что видится, является источником многих ошибок среди начинающих изучение теории относительности.




Пространство-время в специальной теории относительности

В трёх измерениях расстояние   между двумя точками может быть определено с использованием теоремы Пифагора:
 
Хотя два наблюдателя могут измерять положение x, y и z двух точек, используя разные системы координат, расстояние между точками будет для обоих одинаковым (при условии, что они измеряют с использованием тех же единиц).
Расстояние таким образом «инвариант».
Однако в специальной теории относительности расстояние между двумя точками больше не сохраняется при измерении двумя разными наблюдателями из-за сокращения Лоренца, если один из наблюдателей движется.
Ситуация ещё больше осложняется, если две точки разделены и расстоянием и временем.
Например, если один наблюдатель видит, что два события происходят в одном и том же месте, но в разное время, наблюдатель, движущийся относительно первого, увидит два события, происходящие в разных местах.
Таким образом, для измерения эффективного «расстояния» между двумя событиями придётся использовать другой способ измерения.
В четырёхмерном пространстве-времени аналогом расстояния является «интервал».
Хотя время входит в четвёртое измерение, оно трактуется иначе, чем пространственные измерения и поэтому пространство Минковского существенно отличается от четырёхмерного евклидова пространства.
Основная причина слияния пространства и времени в пространство-время состоит в том, что пространство и время не являются инвариантными, то есть в соответствующих условиях разные наблюдатели будут не согласны относительно промежутка времени (из-за замедления времени) или расстояния (из-за лоренцева сокращения длины) между двумя событиями.
Но специальная теория относительности обеспечивает новый инвариант, называемый интервалом пространства-времени, который объединяет расстояния в пространстве и во времени.
Все наблюдатели, которые измеряют время и расстояние, получат один и тот же интервал пространства-времени между любыми двумя событиями.
]
Искривление пространства-времени — это ключевое понятие Общей теории относительности (ОТО) Эйнштейна, описывающее, как материя и энергия искривляют «ткань» пространства-времени, а это искривление, в свою очередь, диктует телам, как двигаться — то, что мы воспринимаем как гравитацию; это приводит к изменению траекторий тел, сближению или расхождению их путей.

Основные идеи:

• Гравитация как геометрия: Вместо силы, гравитация – это проявление кривизны пространства-времени.
• Влияние массы и энергии: Любые объекты, обладающие массой (планеты, звезды) или энергией, создают "вмятину" или кривизну в пространстве-времени вокруг себя.
• Движение по геодезическим: Свободно падающие тела, например планеты, вращающиеся вокруг звезды, движутся по кратчайшим путям (геодезическим линиям) в этом искривлённом пространстве-времени, что и воспринимается как орбитальное движение.
• Проявление эффекта: Кривизна влияет на траектории света (гравитационное линзирование) и течение времени (замедление времени в сильных гравитационных полях).




Пустота; — широкое физическое или философское понятие, означающее отсутствие содержания.

Термин, близкий к понятию «Ничто».

«Ничто» — знаковое выражение, языковое представление того, что мнится как отсутствие не только материи, но и пространства, отсутствие всего вообще.


Одномерное пространство — геометрическая модель материального мира, в которой положение точки возможно охарактеризовать всего одним числом.
Геометрия одномерного пространства
Единственным политопом, существующим в одномерном пространстве, является отрезок.


Примером системы координат в одномерном пространстве является числовая прямая, на которой располагаются точки и отрезки, имеющие только одну пространственную характеристику — протяжённость, или длину.
Одномерным пространством также можно считать угол.
Обычную линию, на которой поставлена точка с координатой 0 как точка отсчёта, нельзя считать одномерным пространством, хотя простую линию без каких-либо точек можно считать таковым.



Двуме;рное простра;нство (иногда говорят двухме;рное пространство) — геометрическая модель плоской проекции физического мира.  .

Примером двумерного пространства является плоскость (двумерное евклидово пространство).
Точки данного пространства возможно задать всего двумя числами:  , называемыми на евклидовой плоскости абсциссой и ординатой.
Плоские объекты характеризуются не только длиной, но и шириной[1], в отличие от одномерных.
Другие поверхности трёхмерного евклидова пространства, кроме плоскости, могут быть рассмотрены как двумерные неевклидовы пространства.


Трёхме;рное простра;нство — геометрическая модель материального мира.

Это пространство называется трёхмерным, так как оно имеет три однородных измерения — длину, ширину и высоту, то есть трёхмерное пространство описывается тремя единичными ортогональными векторами.
Понимание трёхмерного пространства людьми, как считается, развивается ещё в младенчестве, и тесно связано с координацией движений человека. Визуальная способность воспринимать окружающий мир органами чувств в трёх измерениях называется восприятием глубины.
В аналитической геометрии каждая точка трёхмерного пространства описывается как набор из трёх величин — координат. Задаются три взаимно перпендикулярных координатных оси, пересекающихся в начале координат.
Положение точки задаётся относительно этих трёх осей заданием упорядоченной тройки чисел.
Каждое из этих чисел задаёт расстояние от начала отсчёта до точки, измеренное вдоль соответствующей оси, что равно расстоянию от точки до плоскости, образованной другими двумя осями.
Также существуют другие системы координат, наиболее часто используются цилиндрическая и сферическая системы.
Другой взгляд даёт линейная алгебра, где важную роль играет понятие линейной независимости.
Пространство трёхмерно по той причине, что высота коробки не зависит от её длины и ширины.
На языке линейной алгебры пространство трёхмерно, потому что каждая точка может быть задана комбинацией из трёх линейно независимых векторов.
В этих терминах пространство-время четырёхмерно, потому что положение точки во времени не зависит от её положения в пространстве.
Трёхмерное пространство имеет несколько свойств, которые отличают его от пространств другой размерности. Например, это пространство наименьшей размерности, в котором можно завязать узел на куске верёвки.
Многие законы физики, например, многие законы обратных квадратов, связаны с тем, что размерность нашего пространства есть три.
Нульмерное, одномерное и двухмерное пространства могут рассматриваться как располагающиеся в трёхмерном пространстве; само оно может считаться частью модели четырёхмерного пространства (четвёртым измерением иногда называют время).



Исходя из вышеизложенного приходим к выводу, что пустота или ничто- не имеют размерности и не являются сущностями.

Пространство же является сущностью.

Пространство имеет размерность, геометрию, способность к искривлению.

Пространство-сущность материальная.

Состоит из материи неизвестной природы.

Материя неизвестной природы в физике именуется темной материей.

Электромагнитные волны представляют собой-колебания самого пространства.


Атом — это мельчайшая частица химического элемента, сохраняющая его свойства, состоящая из плотного ядра (протоны и нейтроны) и окружающих его электронов; он является основным строительным блоком материи, хотя и делится на субатомные частицы, такие как протоны, нейтроны и электроны.

 Количество протонов (заряд ядра) определяет, к какому элементу относится атом.

Структура атома:

• Ядро: Центральная, плотная часть, содержащая положительно заряженные протоны (p;) и нейтральные нейтроны (n;). Протоны и нейтроны вместе называются нуклонами.
• Электронная оболочка: Область вокруг ядра, где движутся отрицательно заряженные электроны (e;).
Ключевые характеристики:

• Электрическая нейтральность: В обычном атоме число электронов равно числу протонов, поэтому суммарный заряд равен нулю.
• Ион: Атом, потерявший или получивший электроны, становится заряженным ионом (катион, если потерял; анион, если приобрел).
• Изотопы: Атомы одного элемента, отличающиеся числом нейтронов (и, соответственно, массой).
Размеры:
• Радиусы атомов очень малы, обычно 30-300 пикометров (пм), в то время как радиус ядра еще в десятки тысяч раз меньше.
Значение:
• Изучением атомов и их составляющих занимаются ядерная и физика частиц.


Между ядром и электронами в атоме находится электронное облако или электронные орбитали — области пространства, где наиболее вероятно нахождение электрона, а также электромагнитное поле, которое удерживает электроны (отрицательно заряженные) вокруг положительно заряженного ядра, при этом атомы в целом нейтральны, заполняя почти всё пространство атома.

• Электронное облако/Орбиталь:  область вероятностей, где электрон движется вокруг ядра.
• Электростатическое поле: Именно оно обеспечивает притяжение между положительным ядром и отрицательными электронами, удерживая их на орбитах.
• Практически пустота (в основном):
• Хотя пространство заполнено полем, сам атом очень разрежен. Если бы атом был размером с футбольный стадион, ядро было бы размером с мяч в центре, а электроны - как пылинки, вращающиеся на огромном расстоянии, но заполняя это пространство электронным облаком.



Между атомами находится пространство, заполненное электрическими и магнитными полями, а в твердых телах и жидкостях — химические связи (электронные облака), удерживающие атомы вместе; в газах — просто межмолекулярное пространство с отдельными атомами, взаимодействующими через поля.

Детально, что находится между атомами:

1. Пространство и поля (внутри атомов и между ними): Атом в основном состоит из пространства. Это пространство пронизано сильными электрическими и магнитными полями, которые удерживают электроны вокруг ядра и определяют, как атомы будут взаимодействовать друг с другом.
2. Химические связи:
o Ковалентная связь: Электроны «делятся» между двумя атомами, образуя общее электронное облако, которое и есть связь (например, в молекулах воды, кислорода).
o Ионная связь: Электроны переходят от одного атома к другому, создавая положительно и отрицательно заряженные ионы, которые притягиваются друг к другу.
o Металлические связи: Свободные электроны (электронный газ) между положительно заряженными ионами металлов.
3. Межмолекулярные силы: Даже в газах, где атомы или молекулы далеко друг от друга, действуют слабые силы притяжения и отталкивания (силы Ван- der-Ваальса), вызванные флуктуациями электронных облаков.
4. Иногда — другие атомы/молекулы: В веществах атомы упакованы плотно, но всегда остаются промежутки, заполненные полями. В газах эти промежутки большие, и там находятся отдельные атомы, хаотично движущиеся и сталкивающиеся.
Итак, основное – это пространство и силы/связи, возникающие из взаимодействия их электронных оболочек.



Электростати;ческое по;ле — поле, созданное неподвижными в пространстве и неизменными во времени электрическими зарядами.

Оно представляет собой особый вид материи, связанный с электрическими зарядами и передающий действия зарядов друг на друга.


Электромагни;тное по;ле — фундаментальное физическое поле, взаимодействующее с электрически заряженными телами, а также с телами, имеющими собственные дипольные и мультипольные электрические и магнитные моменты.
Представляет собой совокупность электрического и магнитного полей, которые могут, при определённых условиях, порождать друг друга, а по сути являются одной сущностью, формализуемой через тензор электромагнитного поля.
Электромагнитное поле (и его изменение со временем) описывается в электродинамике в классическом приближении посредством системы уравнений Максвелла.
При переходе от одной инерциальной системы отсчёта к другой электрическое и магнитное поле в новой системе отсчёта — каждое зависит от обоих — электрического и магнитного — в старой, и это ещё одна из причин, заставляющая рассматривать электрическое и магнитное поля как проявления единого электромагнитного поля.
В современной формулировке электромагнитное поле представлено тензором электромагнитного поля, компонентами которого являются три компоненты напряжённости электрического поля и три компоненты напряжённости магнитного поля (или — магнитной индукции), а также четырёхмерным электромагнитным потенциалом — в определённом отношении ещё более важным.
Действие электромагнитного поля на заряженные тела описывается в классическом приближении посредством силы Лоренца.
Квантовые свойства электромагнитного поля и его взаимодействия с заряженными частицами (а также квантовые поправки к классическому приближению) — предмет квантовой электродинамики, хотя часть квантовых свойств электромагнитного поля более или менее удовлетворительно описывается упрощённой квантовой теорией, исторически возникшей заметно раньше.
Возмущение электромагнитного поля, распространяющееся в пространстве, называется электромагнитной волной (электромагнитными волнами)
Любая электромагнитная волна распространяется в пространстве с одинаковой скоростью — скоростью света (свет также является электромагнитной волной).
В зависимости от длины волны электромагнитное излучение подразделяется на радиоизлучение, свет (в том числе инфракрасный и ультрафиолет), рентгеновское излучение и гамма-излучение.


Электромагнитная волна является колебаниями Пространства.

Пространство искривляется и колеблется.

Электромагнитное поле состоит из материи пространства, другими словами -электромагнитное поле состоит из темной материи.

Масса темной материи из которой состоит Пространство точно не определена, но ученые предполагают, что она состоит из частиц с массой в диапазоне от электронвольт (эВ) до гигаэлектронвольт (ГэВ) — от очень легких (например, 10;; эВ) до достаточно массивных (до 10; эВ и даже выше), причем недавние данные указывают, что она может быть плотнее, чем считалось, и взаимодействует гравитационно, но не излучает свет, а ее общая доля во Вселенной составляет около 26% от всей массы-энергии.

Основные факты о массе темной материи:

• Огромная масса Вселенной: Темная материя, как считается, составляет значительную часть массы Вселенной, превосходя обычную материю в несколько раз.
• Широкий диапазон массы частиц: Предполагаемые частицы темной материи могут иметь массу в очень широком диапазоне, от экстремально легких (нано-массы) до тяжелых (WIMPs - Weakly Interacting Massive Particles), что делает ее обнаружение сложным.
• Гравитационное взаимодействие: Главное, что известно о ее массе — это то, что она обладает гравитацией и влияет на видимые объекты (галактики, скопления), но не испускает и не поглощает свет, поэтому ее и называют "темной".
• Сравнительная плотность: Последние исследования сужают диапазон возможных масс, указывая, что частицы могут быть плотнее, что облегчает их поиск.
Таким образом, нет одной конкретной цифры массы, но есть понимание, что она огромна в масштабах Вселенной, а масса отдельных частиц варьируется в очень широких пределах, и это одна из главных загадок современной физики.






24 января 2026 г.

Лондон