Физический объект – это материальная составляющая реального пространства-времени, которое можно измерить (длина, ширина, высота, плотность, цвет, состав, и т.д.) или сравнить с чем– то. Математический объект – это абстрактная особенность пространства. Особенность пространства проявляется в нарушении его однородности и изотропности.
Под сравнением понимается совмещение объектов между собой и определение некоторого отношения между ними, например, больше или меньше.
Под измерением понимается количественное сравнение изучаемых объектов с эталоном, например, методом прикладывания. Это определение применимо по отношению к параметрам пространства и материи, обладающим свойством аддитивности. Аддитивность параметра означает, что для составного объекта общий параметр будет равен сумме параметров составляющих объект элементов. Например, длина объекта является интегрируемым параметром:
Понятия "сравнение" и "измерение" являются схожими понятиями и в принципе можно их не различать.
Сравнивать можно объекты
1) в одной точке пространства или в различных точках;
2) в одно и то же время или в разные моменты времени;
3) протяженные и не протяженные;
4) в состоянии покоя или движения и
5) в разных комбинациях предыдущих состояний.
Каждая из них обладает своими особенностями. Временные объекты, имеющие продолжительность, обычно измеряются в состоянии покоя в одной и той же точке. Параметры пространственных объектов, имеющие протяженность, измеряются в одно и то же время. Особенностью реального пространства-времени и измерений в ней в наиболее распространенных случаях является то, что не имеет значения состояние движения объектов измерения, если измерения проведены в одно и то же время, и все пять пунктов практически дадут тождественные значения измеримых параметров. Время абсолютно - следовательно, часы, где бы вы и в каком бы состоянии движения вы не посмотрели на нее, они покажут актуальное время.
Теоретически возможны ситуации, когда имеет значение время проведения измерения. Расстояния и длины тоже абсолютны - но условие одновременности снятия показаний линеек имеет значение. Очевидно, что если снять показания положения движущегося объекта для различных его точек в разное время, мы явно получим не актуальные значения расстояний и длин между его точками. Поэтому условие одновременности измерения пространственных параметров является актуальным всегда.
Необходимым условием для процедуры сравнения или измерения протяженных в пространстве и времени объектов является применение одних и тех же эталонов. Это обеспечивается или перемещением объектов сравнения в одну и ту же "точку" пространства-времени, или разметкой пространства с помощью эталонов. В математике эта операция заменяется наложением на пространство-время координатной сетки. Разметку физического пространства можно заменить перемещением физического эталона.
Объекты одной точки пространства сравниваются с помощью поворота эталона и объекта до совмещения. Объекты различных точек пространства сравниваются методом перемещения и поворота эталона до совмещения с объектом. Объекты в разные моменты времени сравниваются косвенно через измерение этими же эталонами и этими же методами в разные моменты времени: время и временные интервалы нельзя перемещать! Но это возможно в силу инвариантности эталонов во времени. Инвариантность эталона проявляется в неизменности ее конечного состояния от пути движения к ней: два одинаковых эталона, прошедшие различный путь до совмещения, тождественны.
Относительно объектов измерения можно сказать то же, что и про эталоны: их свойства инвариантны и эта инвариантность проявляется в неизменности его конечного состояния от пути движения к ней: два одинаковых объекта, прошедшие различный путь до совмещения, равны и совместятся. Но это не значит, что сравнение с реальным физическим эталоном даст прежний результат: функционально важные для сравнения свойства эталонов и объектов в общем случае могут изменяться от перемещения по-разному. Действительно, измерение веса с помощью пружинных весов и рычажных весов на экваторе и на полюсах дадут различные результаты. Естественно, было бы хорошо, чтобы "эталонные" свойства эталонов и объектов изменялись при этом одинаково.
Т.к. объекты и эталоны могут иметь состояние движения, то и измерения могут производиться в различных состояниях движения. Движущиеся объекты измеряются с помощью движущихся или покоящихся эталонов с совмещением границ в одно и то же эталонное время в текущей ИСО. Результаты измерений при этом могут оказаться не совпадающими с измерениями в состоянии покоя. Это получается из за того, что мы измеряем его проекции на какую–то пространственную и временную оси, а они для движущегося объекта могут изменяться, зависеть от состояния движения. Поэтому задачей измерения является измерение инвариантного параметра объекта, а не просто его проекцию на какую–то одну ось. Инвариантным параметром объекта является скаляр.
В качестве эталона на практике выступают чисто временной вектор (модуль временного элемента вектора при нулевой пространственной части) в одной и той же точке и\или чисто пространственный вектор (точнее, модуль пространственных измерений вектора при нулевом временном элементе) в одно и то же время, в частности разность времен или 3– мерное пространственное расстояние. А они вовсе не являются скалярами. Поэтому, с целью придания им скалярных свойств, стандартным состоянием эталона при измерении является состояние покоя эталона относительно наблюдателя (ИСО).
Думаю, все, что написал выше, соответствует здравому смыслу человека в здравом уме. Но есть соображения, которые противоречат здравому смыслу. Человека. Правда, он об этом не подозревал до начала прошлого века. Согласно специальной теории относительности А.Эйнштейна, выдвинутого им в 1905 г, при больших скоростях скорость хода часов и значений пространственных параметров в с.о. покоящегося наблюдателя изменяются. "Длина" пролетающего мимо наблюдателя стержня сокращается в соответствии с уравнением:
А врем я пролета мимо этого же наблюдателя этого же стержня будет равна
Посмотрим, насколько это значимо для земных условий. Пусть скорость v равна 300 м/с - это скорость звука. Самолеты могут иметь сравнимые с ней скорости. Тогда лоренц-фактор - это, что находится под корнем квадратным - будет равна
Вытащив ее из-под корня, получим значение 0,000 000 000 000 5. А если поделим ее на 40 000 000 м - длина экватора в метрах - получим значение 2,5*10⁻⁴м - это в 4 раза меньше миллиметра. Именно поэтому простые земляне не могут почувствовать ее влияние на свою жизнь и даже на полет самолетов. Но эти "отклонения" можно инструментально измерить специально поставленными экспериментами.
Если понравилось, ставьте лайк и делитесь в соцсетях.
И комментируйте! Этим вы поможете каналу.