Насколько законы геометрии соответствуют физическому миру?







+7 +/-

Если не существуют точка, прямая и плоскость в трехмерном пространстве, эти законы соответствуют приблизительно?

Профиль пользователя Liberate Спросил: Liberate   (рейтинг 1233) Категория: наука и техника

Ответов: 3

3 +/-
Лучший ответ

Всё опирается в точность измерения, в точность постановкии проведения эксперимента, в чувствительность аппаратуры и т. д.

Да, ничего идеального в РЕАЛЬНОЙ жизни, в реальном эксперименте не бывает. Как минимум есть шум аппаратуры, как минимум есть дискретная структура материи (а значит, не может существовать никакого физического аналога точки или прямой). И проблема каждый раз не в том, что "идеал недостижим" (что не сильно далеко от мотивации завернуться в простыню и ползти на кладбище - потому что всё равно все помрём на фиг...), а потому, что погрешность несущественна.

Можно взять почти любое явление или почти любой физический закон. Ну хоть закон Архимеда. Тело теряет в весе столько, сколько весит равный объём жидкости или газа. Он точно-точно выполняется? Никаких отклонений? А как с ним быть, если мы учтём термодинамические флуктуации плотности газа? А как тогда считать объём тела, если у него, с учётом молекулярной структуры поверхности, даже непонятно, что считать объёмом? Как быть с тем, что из-за теплового движения атомов и молекул самого тела этот объём, строго говоря, мало того что непонятно какой, он ещё и постоянно меняется непредсказуемым образом?

И так можно пройтись почти по любому закону, в котором хоть как-то задействована геометрия. Поэтому и существуют для многих физических законов пределы применимости, причём связанные не обязательно с геометрией. Например, в микромире многие физические законы уже выглядят не так, как на макроуровне, потому что параметры системы, даже и чисто геометрические (координаты), могут принимать только дискретные значения.

А при некоторых условиях даже и геометрия оказывается совсем непривычной. Тяготение - это как раз геометрический эффект: материя, обладающая массой, вызывает искажение геометрии пространства, нарушение его евклидовости. Там вообще становится неопределённым понятие "прямая" или "расстояние" (вместо прямых приходится говорить о геодезических как обобщении понятия "прямая" на случай неевклидова многообразия).

Так что законы геометрии - да - соответствуют физическому миру (с поправкой на то, что физический мир может влиять на самоё геометрию), но это соответствие соответствует идеальному случаю, когда какие-то несовершенства реального объекта (см. выше про закон Архимеда) несущественны для эксперимента. Для ТОЧНОГО расчёта траектории очередной марсианской ракеты совершенно по фигу, что эта ракета - не точка, а тело сложной формы и немаленьких размеров, потому что потребная точность расчёта - не в ангстремы, а в сотни метров и даже в километры.

Ответил на вопрос: Rousing   
2 +/-

Тут дело не в законах геометрии, а о представлении человеком идеала или абсолюта. В физике, в механике, в химии и матанализе, да и фактически везде мыслят моделями, на которые опираются, чтобы было с чем сравнивать. Законы соответствуют приблизительно лишь потому, что есть некоторые допущения. Например, в механике (сопромат) при расчетах на прочность расхождение эксперимента и теории состоит в том, что на рисунке мы принимает силу как вектор, падающий в точку, чего в реальности не будет, т.к. сила будет действовать на некоторую сравнительно малую поверхность. В той же самой физике: абсолютно упругое/черное тело. В химии - наличие катионов и анионов: электрон никогда полностью от отцепится от атома-донора в связи с силой притяжения и законом Кулона. Ну а теперь, собственно, к пояснению к вопросу. Точки не существует, т.к. она также является некоторой моделью: точка не имеет площади и ее размеры равны нулю. Прямая существует, почему же нет? Любая, повторюсь, любая прямая линия на плоскости и будет прямой в пространстве, если на нее никак не воздействовать. Простой пример: возьмите лист бумаги и под линеечку начертите прямую линию. Теперь этот лист расположите в воздухе перед собой: и лист, и принадлежащая ему прямая находятся в пространстве. Но прямая является прямой лишь в 1 приближении, т.к. при достаточном увеличении будет видна неровность самой прямой линии, т.к. в идеале прямая - это множество точек, а абсолютную точку, я ее так назову, мы получить не можем. Итак, теперь к плоскости. Плоскости существуют в пространстве везде и всюду! Любые 3 точки образуют плоскость. Абсолютно любые. Это 1 из аксиом геометрии Евклида. Причем плоскость необязательно должна быть бесконечной. Вы сами выбираете нужную вам плоскость. Плоскостью также может служить и поверхность, например, цилиндр или сфера. Даже параболоиды/гиперболоиды могут быть плоскостями. Все зависит от ваших предпочтений. Если вы решаете задачу Евклидовой геометрии, то плоскость обязательно "прямая". Если же Римана, Риманова, Лобачевского - то там плоскостью уже служат различные поверхности. Законы же соответствуют точно. Но снова же, все зависит от приближения и условий, вспомнить хотя бы пример с увеличением прямой. Все законы выведены из огромного количества экспериментальных данных, даже геометрические. Но везде будут и свои отклонения, т.к. все высчитывается со своей степенью точности. Даже те же самые углы в фигуре. Например, если чуть-чуть не так положить линейку либо жирнее провести, то значение угла изменится и исказится значение результата. Но оно не будет слишком сильно различаться от должного. Теоретические данные - идеальные/абсолютные. По ним сравнивают. А практические получают экспериментально, причем также методом проб и ошибок. Везде, повторюсь, везде буду свои шероховатости, потому абсолютно точного результата получить нельзя. Но эти результаты всегда будут удовлетворять тому или иному закону

Ответил на вопрос: Mercy   
2 +/-

И тем не менее, никуда без этого не уедешь. Возьмите любое военное учение, где условия приближены к реальности. Дана точка на карте,( на плоскости, хоть, заброшенный объект в тундре), которую надо поразить другой точкой- ракетой, и тут вся триангуляционная- геометрическая классика выступает на первую роль,- и расчет траектории, и "пересечение прямой с плоскостью, и все остальное... Так что без "Царицы наук" вчера, сегодня и завтра никуда.

Ответил на вопрос: DELLA  

Похожие вопросы

Спросил
3 Отв.
Почему 2 магнита с одной стороны слипаются, а с другой отталкиваются?
Ответ: На поставленный вопрос невозможно ответить с точки зрения и классической физики, и человеческого опыта. Механизм этого явления (взаимодействие магнитных полей) нельзя объяснить с точки зрения совреме ... Читать далее...
Автор вопроса: Anils, в категории |
Спросил Anils
3 Отв.
Какое соединение проводников называют последовательным?
Ответ: Любой электрический элемент, будь то сопротивления, индуктивность , или ёмкость имеют в геометрическом и электрическом понимании начало и конец. Началом принимается точка с меньшим напряжением(допусти ... Читать далее...
Автор вопроса: Polyphonia, в категории | | |
Спросил Polyphonia
2 Отв.
Можно ли выучить физику за девять месяцев?
Ответ: Всю физику одному человеку нельзя выучить (познать) даже за всю жизнь, и, если бы это было возможно, даже за 100 жизней. Но тот кусочек физики, который изучают в школе, за 9 месяцев выучить вполне мо ... Читать далее...
Автор вопроса: Marlings, в категории |
Спросил Marlings
2 Отв.
Что означает слово «магнитуда», чем не подходит «сила землетрясения»?
Ответ: Магнит тут, и правда, ни при чем. Латинское magnitudo — крупность, величие, значительность. Но не силу. Т. е., магнитуда характеризует энергию, выделившуюся при землетрясении в виде сейсмических вол ... Читать далее...
Автор вопроса: Parison, в категории | | | | |
Спросил Parison
1 Отв.
Чему равна цена деления шкалы динамометра?
Ответ: Цена деления измерительного прибора ( динамометр является таковым ) вычисляется следующим образом: берем два соседних деления, обозначенных числами и находим их разницу. Эту разницу делим на количест ... Читать далее...
Автор вопроса: Sihem, в категории |
Спросил Sihem
1 Отв.
При каких условиях в проводнике возникает индукционный ток?
Ответ: При условии, что меняется магнитный поток, пронизыващий образованный проводником контур (закон индукции Фарадея). ... Читать далее...
Автор вопроса: Pension, в категории | | |
Спросил Pension
1 Отв.
Что такое транспортир ? Для чего он нужен и где применяется транспортир?
Ответ: Во дожили. Человек не знает, что такое транспортир!!! Начертите на бумаге прямоугольник, размером 24х2 см. На середине одной из длинных сторон поставьте точку (центр полуокружностей.). Проведите конце ... Читать далее...
Автор вопроса: Twila, в категории | | | |
Спросил Twila
1 Отв.
Чем опасно излучение Вавилова-Черенкова?
Ответ: Излучение Вавилова — Черенкова само пе себе опасность представляет ровно такую же как и свечение обычной лампы накаливания. Излучение Вавилова — Черенкова — это свечение, которое вызывается в прозра ... Читать далее...
Автор вопроса: Danielle, в категории | | | | |