Главная / Илм / Назарияи нисбият

Назарияи нисбият

Назарияи нисбият ҳозира назарияи физикии фазо, вақт ва ҷози-баро гӯянд, ки алломаи асри 20 А. Эйнштейн солҳои 1905—1915 таҳия кар- дааст. Аз рӯи ташбеҳи худи Эйнш­тейн Назарияи навъҳо сулолаеро мемонад, ки аз ду шаҷара таркиб ёфтааст — одатан якеро н а з а р и я и  ҷузъии н и с б и я т ва дигареро назарияи куллии н и с б и я т меноманд. (Дар коркарди қисматҳои ҷудогонаи он Г. Лорентс, А. Пуанкаре, Г. Мин­ковский, Д. Гилберт ва дигарон ширкат варзидаанд). Аз аҳди қадим ин ҷониб бар бунёди физика принсипи нисбияти ҳаракат тсарор гирифтааст, ки онро Ф. Энгелс ин тавр таъриф додааст: «Х,аракати ҷисми алоҳида вуҷуд надорад,— дар бораи ҳаракати вай фаҷат ба маънии нисбӣ сухан гуфтан мумкин аст».

(Маркс К., Эн­гелс Ф., Соч., т. 20, с. 564). Дар воқеъ чун сухан аз ҳаракати киштӣ дар баҳр ё поезд бо роҳи оҳан меравад, мо ҳатман бояд плова куном, ки онҳо нисбат ба чӣ ҳаракат мекунанд (соҳил, платформа). Аз ин ҷиҳат агар мо, сокинони Замин, ҳамроҳи сайёраамон дар фазои тамоман холи и кайҳон парвоз мекардем, ҳар- гиз муайян карда наметавонистем, ки дар ҳаракатем ё дар ҳолати оромиши куллӣ, зеро бе системаи сарҳисоб худи мафҳуми ҳаракат ягон маънӣ надорад. Сангҳое, ки дар Ду­шанбе ва Вашингтон аз баландие партофта мешаванд, ба «поёп» (рӯи замин) меафтанд, вале нисбат ба маркази Замин онҳо ба самтҳои та­моман муқобил ҳаракат мекунанд. Пас, кадом системаи сарҳисоб дуруст аст — рӯи Замин ё маркази вай? Ҳамаи системаҳои сарҳисоб ба­робар дурустанд, ҳарчанд ки шояд яке аз онҳо қулайтар бошад. Агар тахмини физикҳои асри гузашта дар бораи вуҷуд доштани як навъ муҳити умумикайҳонӣ (ба истилоҳ асир ё эфир) рост мебаромад, он гоҳ ин муҳитро ба сифати системаи сарҳи- соби ҳамагонӣ (универсалӣ) пазируфта, ҳамаи навъҳои ҳаракатро нисбат ба вай муоина кардан мум­кин мегардид (аз ҷумла афтиши сангро чӣ дар Душанбе ва чӣ дар Вашингтон як хел муайян кардан мумкин мебуд).

Аммо, бар хилофи чашмдошт, таҷрибаҳои физикие, ки дар охири асри 19 ба амал бароварда шуданд (ниг. Таҷрибаи Майкелсон), бо камоли дақиқӣ вуҷуд надоштани эфирро собит карданд. Назарияи навъҳо айнан дар натиҷаи таҳлилу тааммули далели таҷриба дар хусуси вуҷуд надоштани систе­маи сарҳисоби ҳамагонӣ ташаккул ёфтааст. Назарияи ҷузъии нисбият бо масъалаҳое кордор аст, ки бо системаҳои сарҳисоби инерсиалӣ вобастаанд. (Ин мафҳум аз замони Нютон ин ҷониб дар физика маъмул аст. Системаҳои сар­ҳисоби инортсиалӣ гуфта системаҳои сарҳисоберо меноманд, ки нисбат ба якдигар бо суръати доимӣ ҳаракат мекунанд). Назарияи куллии нисби­ят бошад, ба масъалаҳои физикие кордор аст, ки бо системаҳои сарҳисоби ғайриинертсиалӣ вобастаанд. (Системаҳои сарҳи­соби ғайриинертсиалӣ гуфта системаҳоеро гӯянд, ки нисбат ба якдигар тезшаванда ё сустшаванда ҳа­ракат мекунанд).

Назарияи ҷузъии нисбия т. Физикаи Нютон бар пояи тас- диқоти зерин қарор гирифта буд: 1) Вақту фазо як навъи ашколи мутлад буда, новобаста ба ашёву ҳодисоти табиӣ вуҷуд доранд (мисоли сатиле, ки новобаста аз об доштан ва ё надоштанаш худ аз худ вуҷуд дорад); 2) Вақту фазо ба ҳамдигар низ вобастагие надоранд; 3) Таъсироти физики дар як он паҳн меша- вад, суръати вай ҳадду ҳудуде на­дорад; 4) Суръати ҳаракати мураккаб ба ҳосили ҷамъи суръатҳое баро­бар аст, ки аз онҳо ҳаракати мазкур таркиб ёфтааст. (Чунончи, агар одам дар даруни поезд рӯ ба самти ҳара­кати вай роҳ гардад, онгоҳ суръати ҳосила ба v поезд + v одам баробар мешавад). Назарияи ҷузъии нисби­ят, ки он ба истилоҳи дигар м е х а н и к а и  релятивистӣ ном гирифтааст, аз рӯи принсипҳои асосӣ ва натиҷаву хулосаҳояш аз механикаи Нютон ба куллӣ фарқ мекунад. Вай бар пояи ду принсипи зерин қарор гирифтааст, ки аз худи таҷри­баи физики бармеоянд. Якеро принсинисбият гуянд, ки далели вуҷуд надоштани системаи сарҳисо­би ҳамагониро ба ҳукми қонун медарорад. Таърифаш чунин аст: ҳар як қонуне, ки нисбат ба ягон системаи сарҳисоб (А) иҷро мешавад, бояд дар ҳама гуна системаи дигар (В) иҷро шавад, ба шарте ки А ва В нис­бат ба якдигар ростхатта ва мунтазам ҳаракат кунанд. Дар ҳолати ҳа­ракат ё оромии нисбӣ будани чунин системаҳои физикиро бо ягон хел таҷрибаи механики, электромагнитӣ ва ё ягон тарзи дигар муайян кар­дан мумкин нест.

Дигар рукни назарияи ҷузъии нис­бият принсипи тағйирнопазирии суръати паҳншавии нур аст, ки он­ро ба таври зерин таъриф медиҳанд: дар фазои ҳолӣ (вакуум) нури рушноӣ ба ҳама тараф як хел бо як суръати доимӣ паҳн мешавад, ки миқдораш аз суръати ҳаракати ху­ди манбаи рӯшноӣ вобаста нест. Ин ҳукми физикиро, ки аслан аз ботини электродинамикаи Максвелл-Ло­ренс бармеояд, ҷамъбасти натиҷаҳои эксперименти Майкелсону Морли донистан мумкин аст. (Дар ин эксперимент исбот гардид, ки суръати паҳншавии нур чӣ ба самти ҳаракати Замин ва чӣ ба самти мудобил як хел аст ва ҳол oн ки дар мавриди аввал аз рӯи механикаи Ню­тон мебоист суръати ҳаракати За­мин ба суръати нур ҷамъ мешуд.)

Ин ду принсип мантиқан ба ҳам чандон мувофиқ намеомаданд. Маҳз назарияи ҷузъии нисбият буд, ки бар ивази тағйир додани кинемати­ка, аниқтараш комилан дигаргун сохтани тасаввуроти классики оид ба фазову вақт принсипҳои мазкурро андаруни як ақидаи томи физики муттаҳид карда аст, ки он принсипи нисбияти Эйнштейн ном дорад. Эйнштейн қонунҳои релятивистеро дарёфт, ки ба дигаргурсозии координатаҳо ва вақт ҳангоми аз як системаи инерсиалӣ (А) ба дигараш (В) гузаштан оид буда, қонунҳои пешинаи Галилею Нютонро такмилу таъмин медиҳанд. Фарз кардем, системаҳои мазкура нисбат ба якдигар бо суръати v ҳаракат мекунанд ва мо ҳодисае (масалан, раъду барқ)-ро аввал аз системаи якум (А) ва сони аз системаи дуюм (В) мушоҳида мекунем. Ҳодисаи мавриди мушоҳида дар системаи якум бо коордииатаҳои фазоии хА, уА, zА ва вақт tА дар системаи дуюм бошад, бо координатаҳои фазоии хВ, уВ, zВ ва вақти tВ ифода мешавад. (Дар лаҳзаи t = 0 дар системаҳои А ва В нуқтаҳои сарҳисоб ОА ва ОВ ба ҳам рост меоянд). Ҳангоми аз А ва В гузаштан координата ва вақти содиршавии ҳодисаи мавриди мушоҳида аз рӯи принсипи нисбияти Галилей ба таври зерин ифода меёбанд:

хВ= хА-v tА, уВ= уA, zВ= zA;

Аз рӯи принсипи нисбияти Эйнш­тейн бошад, формулаҳои мазкур шаклҳои комилан навро мегиранд:

                                                                   X R                 Y    =  Y;    

                                   ZB= ZA; tB

(Ҳаракат ба самти тири х сурат мегирад ва аз ин ру у ва z тағйир намеёбанд). Ин иродаҳои математикиро табдилоти Лорентс меноманд. Дар он ҷо чунин далели таҷри­ба сабт шудааст, ки.ягон ҷисми табиат аз нур театар ҳаракат карда наметавонад, (Дар сурати v = с мах­раҷи ифодаи мазкура ба сифр баробар мешавад, ҳангоми v > с бошад, решаи    ба бузургии мавҳум табдил меёбад). Хулосаҳои нави физикие, ки аз назарияи ҷузъии нисбият бармеоянд, инҳоанд: 1) Яквақтӣ ва пайдарҳамии ҳодисаҳои физикӣ нисбист. Чунончи, ду ҳодисае, ки дар нуқтаҳои гуногуни фазо ба амал меоянду онҳоро мушоҳида якум (системаи инерсиалии А) яквақта мешуморад, аз назари мушо­ҳиди дуюм (системаи инерсиалии В, ки нисбат ба А ростхатта ва мунтазам ҳаракат мекунад) яквақта намебошад ва баръакс; 2) Қадди ҷисмҳои мутаҳаррика ба самти ҳаракаташон кӯтоҳ мешавад (ба қадри афзудани суръат ҷисмҳо кӯтоҳ шудан меги­ранд ва ниҳоят ҳангоми v = с ҳаҷмашон ба сифр баробар мешавад); 3) Ба қадри афзудани суръати ҳарака­ти ҷисм массаи вай торафт меафзояд ва ҳангоми v = с ба бузургии беинтиҳо табдил меёбад; 4) Дар ҷисмҳои мутаҳаррика соат гашти худро суст мекунад (чунончи, соате, ки дар экватори Замин гузошта шуда­аст, назар ба соати дар қутб буда андаке сусттар мегардад) ва агар v = с шавад умумаy аз oаракат мемонад; 5) Ҳама гуна ҷисм энергияи даруниеро дорост, ки миқдораш ба ҳосили зарби массаи сокини ӯ ва квадрати суръати нури рӯшноӣ ба­робар аст = m0са).

Ҳамаи натиҷаҳои номбаршудаи назарияи ҷузъии нисбият дар амал санҷида ва боре чанд бо камоли аниқӣ собит шудаанд. Агар назарияи ҷузъии нисбият дуруст намебуд, на суръатфизоҳои зарраҳои элемен­тарӣ амал мекарданду на бомбаҳои ядроиро сохтан мумкин мебуд. Ҳодисаҳои нави физикие, ки вуҷуд доштан ва чи тавр амал кардани онҳоро назарияи ҷузъии нисбият пешгӯӣ ва таъбир медиҳад, фақат дар мавриди бо суръатҳои таҳтуннур ҳаракат кардан зоҳир мешаванд. Дар мавридҳои муқаррари (яъне, дар сурати v < с) онҳо чунон назарногиранд, ки мушоҳида кардан амри муҳол астю Аз ин ҷост, ки дар мавридҳои мазкур қонунҳои механикаи релятивистии Эйнштейн ба қонунҳои механикаи Нютон мубаддал меша­ванд. (Чунончи, табдилоти Лоренс дар сурати    «1 ва  хА « tA ба табдилоти Галилей мубаддал меша­ванд.) Назарияи ҷузъии нисбият на­зарияи ҷузъие нест, ки дар чаҳор- чӯбаи як соҳаи муайяни физики маҳдуд монда бошад. Вай на фақат ба макрофизика, балки инчунин ба микрофизика (аз ҷумла механикаи квантӣ) бевосита дахл дорад. Қонунҳои назарияи ҷузъии нисбиятро бори аввал П. Дирак ба ҳалли масъалаҳои микрофизика татбиқ намуда, дар ин замина назарияи квантию релятивистии электронро таҳия кард. Маҳз дар асоси ҳамин назария дар табиат вуҷуд доштани антизарраҳо (дар мавриди мазкур позитрон, ки дугоники электрон буда, аз он фақат аз ҷиҳати заряд фарқ мекунад) пешгӯӣ карда шуд (П. Дирак, 1928).

Дар натиҷаи таркибан ба ҳам омехтани назарияи ҷузъии нисбият ва механикаи квантӣ содаи нави фи­зика — назарияи квантии майдон ташаккул ёфт, ки ҳоло дар навбати худ барои омӯхтапи қонуниятҳои олами зарраҳои элементарӣ замина шудааст.

Назарияи куллии нисбият қонуниятҳои на фақат ҳаракати суръату самташ доимӣ, балки умумаи ҳамаи навъҳои ҳаракат (аз ҷумла ҳаракати суръату самташ тағйирёбанда) -ро тавсифу таъбир мекунад. Назарияи ҷузъии нисбият мазмуни физикии принсипи нисби­яти ҳаракатро қисман истифода мебарад, зеро фақат нисбияти ҳаракати ростхатта ва мунтазамеро муоина мекунад, ки дар фазои аз қувваи ҷозиба холӣ сурат мегирад Наза­рияи куллии нисбият бошад, маэмуни принсипи нисбияти ҳамагуна ҳаракатро пурра истифода бурда, қонунҳои физикиро дар шакли муодилаҳое ифода мекунад, ки аз интихоби системаи сарҳисоб вобаста нес­та ин, яъне дар ҳамаи системаҳои координатаҳо (аз ҷумла системаҳое, ки каҷхатта ва тезшаванда ҳаракат мекунанд) баробар ба кор меоянд.

Ғояи асосие, ки бар бунёди он назарияи куллии нисбият қарор ги- рифтааст, вуҷуд доштани робитаи даруннест дар байни майдони ҷози­ба ва геометрияи фазовақт. Модияти ин робита иборат аз он аст, ки хосиятҳои геометрии фазовақт (метрикаи вай) хосиятҳои тағйирнопазири фазову вақт нестанд; онҳоро падидаҳои конкретии физики муайян ва муқаррар мекунанд.

Системаи муодилаҳои назарияи куллии нисбият (ниг. Муодилаҳои Эйнштейн) на фақат ягонагии май­дони ҷозибаю геометрияи фазовақтро, балки инчунин робитаи майдони ҷозибаю геометрияи фазовақтро бо массаҳои материалӣ (дар таркиби муодилаҳои Эйнштейн “намоянда”-и математикии онҳо тензори энергияимпулс Tij мебошад) ифода меку­над. Ин робита робитаи мутақобилаест. Аз як сӯ, тақсимот ва ҳаракати массаҳо табиати континууми фазовақтро ба куллӣ тағйр медиҳад (ин тағйирот ба дараҷаест, ки геометрияи Евклид дигар ба кор наомада мемонад ва истифода бурдани геомет­рияи Риман зарур мешавад) ва аз сӯи дигар, худи тақсимоту ҳаракати массаҳо аз геометрияи фазвақт бармеояд. Ба ин маънӣ дар байни материя ва фазовақт, ки зотан шак­ли мавҷудияти ӯст, як навъ таъсири мутақобиле ҷой дорад.

Аз системаи муодилаҳои Эйнш­тейн бармеояд, ки дар олами холӣ аз моддаву майдони ҷозиба ҷисмҳо ростхатта ва мунтазам, яъне аз рӯи шасти аввалаашон ҳаракат мекунанд. Дар олами воқеӣ бошад, ҷимҳо аз рӯи хатҳои каҷ ҳаракат мекунанд; ҳар як ҷисми массааш қиёсан калон фазои атрофи худро каҷ ме- кунад. (Чунончи, гирдогирди Заминро давр зада гаштани Моҳ ва аз сабаби он аст, ки Замин ӯро бо қуввае ба худ ҷазб мекувад, балки ба ҷиҳати он мебошад, ки фазои атро­фи вай каҷ аст). Системаи муодилаҳои Эйнштейн айнан чигунагии хатҳои мазкурро (онҳоро х а т ҳ о и  г е о д е з ӣ  меноманд) муайян карда, дар зимни ин қонуниятҳои хоси ҳаракати ҷисмҳоро дар фазовақти каҷ (континууми псевдоримавӣ) тавсифу таъбир медиҳад.

Фарқи байни назарияи «Ҷозибаи умумиҷаҳонӣ»-и Нютон ва назарвияи куллии нисбияти Эйнштейн фақат дар сурати муоина кардана ҳодисаҳое зоҳир мешавад, ки дар майдони пурқуввати правитатсионӣ рӯӣ медиҳанд. Дар ҳудуди системаи Офтоб ва фарқ ба ғояти дараҷа назарногир аст ва аз ин рӯ ҳам то ба ҳамин қарибиҳо назарияи куллии нисбият як соҳаи мавҳуми физика ҳисоб мешуд, ки дар он асосан математикҳо қувваозмоӣ мекарданд. Аз солҳои 60 cap карда, вақте ки дар кайҳон ква­зарҳо ва пулсарҳо барин объектҳои ғайриоддӣ кашф шуданд, таваҷҷуҳи олимон ба назарияи кулли нисбият якбора афзуд. Дар натиҷа соҳаи нави астрофизика — астрофизи­каи релятивистӣ ташаккул ёфт, ки аллакай бо комёбиҳои ҳайратангезаш (ниг. Сиячоҳ) ном бароварда дар баробари космологияи релятивистӣ нуфузи илмӣ пайдо кардааст.

Назарияи нисбият аз худи оғози интишор шуданаш cap карда мавриди баҳсу мунозираи фалсафию методологӣ қарор гирифтааст. Натиҷа ва хулосаҳои инқилобии вай аз тарафи файласуфони гуногунмаслак ба тарзу тариқи гуногун маънидод гардида, ба арсагоҳи задухурди шадиди ғоявӣ мубаддал шуданд.

Назарияи куллии нисбият як баҳси доманадори фалсафиеро, ки дар тӯли 2 ҳазор сол давом кард, интиқодан ҷамъбаст намуд. Он баҳсе буд дар боби сиришти фазо дар муносибати ӯ ба материя. Дар худи замони атақа дар байни ду гурӯҳ мутафаккирон-онҳое, ки фазои холӣ аз мате­рия (халоъ) ҳаст мегуфтанд (Демок­рит ва дагар) ва онҳое ки бо ин ақида розӣ набуданд (Арасту ва дагарон), ҷудоии ғоявӣ ба вуҷуд омада буд. Дар асрҳои миёна низ баҳс давом кард. Аз ҷумла, Абӯалӣ ибни Сино бо камоли қатъият собит мекард, ки «Халоъ худ нест ва андар халоъ ҷунбишу оромиш нест». Дар замони нав дар Европа ин ақидаро П. Гассеяди, Р. Декарт ва X. Гюйгенс тарафдорӣ карда, онро ҳамаҷиҳата асоснок карданд, ки дар навбати худ ба ташаккули фарзия дар бораи асир (эфир) мусоидат кард. Назарияи нисбият аз ин фарзия комилан даст кашида бо­шад ҳам, мафҳуми халоъро аз нав барқаpop накард. Баръакс, бино ба назарияи кулии нисбият, фазо-вақт худ ба худ вуҷуд дошта наметаво- над, вай як навъ хосияти ботинии майдони физикист. Ин ақида ҳоло дар зимни назарияи квавтии майдон боз ҳам ғанитар гардидааст (ниг. Вакуум, Халоъ). Дар партави наза­рияи кулии нисбият ҷиҳатҳои комилан нави масъалаи дерини фалсафӣ оид ба интиҳо доштан ва ё надоштани фазои Коинот ошкор шуданд. Физикаи классики ба хулосаи қатъӣ омада буд, ки фазои Коинот беинтиҳост; хақиқатан ҳам маҳз фазои бе- интиҳо ба рӯҳу ниҳоди аслии физикаи Нютон мувофиқ меомад. Физикаи Эйнштейн, ки худи бунёди гео­метрии физикаи классикиро боздиди назар кардааст, ҷиҳатҳои комилан нави масъаларо ошкор сохт. Дар зимни назарияи кулии нисбият моделҳои космологие сохта шудаанд, ки фазои сеченакаашон интиҳо дош­та бошанд ҳам хадду ҳудуде надоранд (ниг. Моделҳои Коинот). На­зарияи Эйнштейн, ки бар пояи геометрияи Б. Риман қарор гирифтааст, фазои боинтиҳоро аз фазои маҳдуд, фазои беинтиҳоро бошад, аз фа­зои номаҳдуд фарқ мекунад. (Бар хилофи ин физикаи классикӣ, ки ба геометрияи Евклид асос ёфтааст, мафҳумҳои мазкурро ба ҳам мусовӣ мешуморад).

Бино ба натиҷаҳои тадқиқоти на­вин масъала ҷиҳатҳоеро низ дороет, ки тамоман ғайричашмдошт буда, берун аз ақидаву ғояҳои пешинаи фалсафианд ва аз ин рӯ таҳлилу таъмими гносеологиро тақозо мекунанд. Ҳоло зарурати тағйир додани худи гузориши масъала пеш омадааст. Пеш гумон мекарданд, ки Коинот ё беинтиҳост ва ё боинтиҳост. Ҳозир бошад, равшан шуд, ки боин- тиҳои ё беинтиҳоии Коинот дар вақту фазо аслан нисбист: вай аз системаи сарҳисоб вобаста аст. Чунончи, модели космологие, ки дар як системаи сарҳисоб беинтиҳост, дар дигар системаи сарҳисоб боинтиҳо буда метавонад. Зиёда аз ин, модоле, ки фазояш беинтиҳост, метаво­над фақат як қисми фазои боинти­ҳоро фаро гирад. Аз тарафи дигар, моделҳое низ маълуманд, ки ҳар- чанд тамоми Коинотро фаро намегиранд ва ҳам беинтиҳо нестанд, дар таркибашон фазои беинтиҳо доранд.

Назарияи куллии нисбият, ки аз он натиҷаҳои номбурда ба даст оварда шудаанд, назарияи физикии бунёни метрик фазо-вақт мебошад, яъне бар асоси мафҳумҳои оддии масофа ва фосилаи вақт қарор гирифтааст. Лекин фазоҳои метрӣ фақат ҳолатҳои ҷузъии фазоҳои умумитари топологӣ мебошанду бас. Чун сухан аз фазои воқеии Коинот меравад, бо боварии комил гуфтан душвор аст, ки вай фақат соддатарин хосиятҳои топологиро дорост. (Фазоҳои метрӣ ва топологӣ танҳо дар мавридҳои ҷудогонаи махсус ба ҳам рост меоянд). Ба ҳар ҳол, таҳқиқу тадқиқе, ки ҳоло дар астрофи­зика ва космологияи релятивисти бурда мешавад, мӯътамадона далолат мекунад, ки бунёни фазоии Коинот ,хеле мураккаб аст ва яқинан моро кашфиётҳои аз ин ҳам ҳайратовар дар пешанд. Ниг. низ Макон ва замон, Фазо-вақт, Ҷозиба.

Ад.: Эйнштейн А., Собрание тру­дов, т. 1—2, М., 1907; Алберт Эйнштейн и теория гравитатсии. М., 1979; Принтсип относителности. Сборник работ по спе­тсиалной теории относителности, М., 1973; Ф о к В. А., Теория пространства, времени и тяготения. М., 1961; Чудчн о в Э. М., Теория относителности и философия, М., 197.2; Молчанов Ю., Турсунов А., Проблемы пространства и времени в свете философских идей В. И. Ленина.— «Коммунист», 1974. № 6.

Дар борамон M. A.

Инчунин кобед

petroximiya

Петрохимия

Петрохимия, як фасли петрографияро гӯянд, ки тарзи тақсимшавии элементҳои химиявиро дар таркиби Ҷинсҳои кӯҳии магмавӣ …