Математика как язык физики.

 

Физика - теоретически развитая наука. В любой такой науке математика играет важную роль.

Галилей(1564г) : "книга природы написаны языком математики".

Механика Ньютона: СО, скорость, ускорение, дифференциальные уравнения => математика нужна.

 

3 этапа физических исследований:

1-сбор и анализ экспериментальных данных => эмпирические факты

2-эмпирическая зависимость

3-фундам. теория => математическая модель.

 

Современная физика: необычность объекта исследований => сначала математическая гипотеза (математический аппарат: ОТО, теория поля) -> законы -> сопоставление математическому аппарату физической реальности -> корректировка -> ...

 

Математический эксперимент (компьютер): когда невозможно осуществить в реальности.

 

 

Материя, энергия, информация – фундаментальные категории современной науки

 

Материя = вещество + поля.

ОТО: материя влияет на структуру пространства – времени. В рамках общей теории относительности, как и в других метрических теориях, постулируется, что гравитационные эффекты обусловлены не силовым взаимодействием тел и полей, находящихся в пространстве-времени, а деформацией самого́ пространства-времени, которая связана, в частности, с присутствием массы-энергии.

Квантовая теория поля: взаимодействие элементарных частиц - обмен квантами поля. Ква́нтовая тео́рия по́ля (КТП) — раздел физики, изучающий поведение квантовых систем с бесконечно большим числом степеней свободы — квантовых (или квантованных) полей; является теоретической основой описания микрочастиц, их взаимодействий и превращений. Именно на квантовой теории поля базируется вся физика высоких энергий, физика элементарных частиц и физика конденсированного состояния. Динамическими полями являются кварки и глюоны.

Кварки.

 

Энергия - количественная мера взаимодействия материи.

Закон сохранения.

Связана с массой e=mc2.

Дискретно меняется hv.

 

Информация = -сумма_i(р_i*ln p_i) = -энтропия => мера упорядоченности => фундаментальная категория.

Любая информация нуждается в материальном носителе. Энергия сигнала может быть сколь угодно мала. Сигнал или последовательность сигналов образуют сообщение, которое может быть воспринято получателем в том или ином виде, а также в том или ином объёме. Информация в физике есть термин, качественно обобщающий понятия «сигнал» и «сообщение». Если сигналы и сообщения можно исчислять количественно, то можно сказать, что сигналы и сообщения являются единицами измерения объёма информации.