Системанын жүрүм-туруму бүтүндөй физикалык түзүлүштүн жамааттык, көп учурда пайда болгон аракеттерин чагылдырат, ал эми компоненттин жүрүм-туруму анын айрым бөлүктөрүн жөнгө салуучу обочолонгон динамикага жана эрежелерге багытталган. Микроскопиялык компоненттердин өз ара аракеттенүүсүнүн макроскопиялык система кубулуштарын кантип пайда кылаарын түшүнүү классикалык жана заманбап физикадагы негизги көйгөйлөрдүн бири болуп саналат.
Бирдиктүү бир бүтүн катары иштеген бүтүндөй физикалык түзүлүштүн макроскопиялык, жамааттык иштеши жана пайда болгон касиеттери.
Локалдаштырылган механика, кинематикалык эрежелер жана обочолонгон жеке бөлүктөрүнүн аракеттерин аныктаган негизги күчтөр.
| Мүмкүнчүлүк | Системанын жүрүм-туруму | Компоненттин жүрүм-туруму |
|---|---|---|
| Байкоо масштабы | Макроскопиялык | Микроскопиялык |
| Негизги алкак | Статистикалык механика жана термодинамика | Ньютон динамикасы же кванттык механика |
| Ачкычты аныктоочу атрибут | Жаңыдан пайда болгон жамааттык мүлктөр | Локалдаштырылган өзгөрмөлөр жана траекториялар |
| Алдын ала айтууга мүмкүн | Орточо жана жогорку детерминисттик | Баштапкы шарттарга өтө сезгич |
| Термодинамикалык мисал | Ичиндеги газдын жалпы басымы | Бир газ молекуласынын кинетикалык энергиясы |
| Негизги аналитикалык багыт | Өз ара аракеттенүүлөр, чек аралар жана кайтарым байланыш циклдери | Жеке векторлор жана обочолонгон касиеттер |
| Ийгиликсиздиктин таасири | Системалык кыйроо же фазалык өткөөл | Бөлүнгөн компоненттердин эскириши же локалдашкан бузулуу |
Бул эки чөйрөнүн ортосундагы эң таң калыштуу айырмачылык - пайда болуу, мында система өзүнүн бөлүктөрүндө таптакыр жок мүнөздөмөлөрдү өнүктүрөт. Мисалы, бир гана суу молекуласы нымдуу боло албайт, ошондой эле анын кайноо температурасы да жок. Бул тааныш өзгөчөлүктөр миллиарддаган молекулалар биргелешип өз ара аракеттенип, физиканы жеке компоненттердин эрежелеринен макросистемалардын жүрүм-турумуна өзгөрткөндө гана пайда болот.
Ири физикалык түзүлүштөгү ар бир компонентти көзөмөлдөө иш жүзүндө мүмкүн эмес, анткени микробөлүктөр көп учурда башаламан жүрөт. Бактыга жараша, системанын жүрүм-туруму табигый теңдөөчү катары иштейт, жекече туруксуз кыймылдарды туруктуу, алдын ала айтууга боло турган орточо маанилерге жылмакайлайт. Бул статистикалык жылмакайлоо физиктерге ар бир кармалып калган атомдун абалын билбестен, газ контейнеринин басымын так эсептөөгө мүмкүндүк берет.
Физиктер бул көз караштардын ортосунда которулганда ар кандай математикалык куралдарды колдонушат. Компоненттердин жүрүм-туруму детерминисттик теңдемелер аркылуу белгилүү бир күчтөрдү, обочолонгон векторлорду жана так траекторияларды көзөмөлдөөгө негизделген. Тескерисинче, бүтүндөй системаны талдоо үчүн статистикалык механика жана термодинамикалык мыйзамдар талап кылынат, алар жамааттык башаламандыкты кеңири абал функциялары аркылуу чечмелейт.
Бул түшүнүктөрдүн ортосундагы көпүрөнү түшүнүү туруктуу технологияны куруу үчүн абдан маанилүү. Бир гана компоненттин иштебей калышы анча маанилүү эместей сезилиши мүмкүн, бирок жергиликтүү стресс бүтүндөй системанын абалын өзгөрткөн домино эффектин пайда кылышы мүмкүн. Инженерлер жеке тетиктердин эскириши кандайча масштабда кеңейип, система боюнча катастрофалык кыйроолорго алып келерин тынымсыз моделдештириши керек.
Системанын өзүнчө компоненттерин өздөштүрүү менен анын кандай иштээрин кемчиликсиз алдын ала айта аласыз.
Бул ыкма пайда болгон касиеттерди жана татаал кайтарым байланыш циклдерин этибарга албагандыктан ишке ашпайт. Компоненттер массалык түрдө өз ара аракеттенишкенде, алар бир гана бөлүктү өзүнчө карап көрүү менен алдын ала айтууга мүмкүн болбогон жаңы жүрүм-турумдарды жаратышат.
Системанын жалпы бузулушу ар дайым негизги компоненттин бузулганын билдирет.
Идеалдуу иштеген компоненттер күтүлбөгөн резонанстык жыштыктар же начар тегиздөө аркылуу системанын чоң бузулушуна алып келиши мүмкүн. Кээде кемчилик бөлүктөрдүн өздөрүнүн ден соолугунда эмес, бөлүктөрдүн өз ара аракеттенүүсүндө болот.
Системанын жүрүм-туруму - бул бардык компоненттердин аракеттеринин жөнөкөй математикалык суммасы.
Сызыктуу эмес өз ара аракеттенүүлөр системанын чыгышы көп учурда анын бөлүктөрүнүн жалпысынан чоңураак же таптакыр башкача болорун билдирет. Турбуленттүүлүк же магнетизм сыяктуу кубулуштар жөнөкөй кошуу менен кармай албаган кызматташтык мамилелеринен келип чыгат.
Микроскопиялык компоненттин башаламандыгы ири масштабдуу системанын жүрүм-туруму ар дайым туруксуз экендигин билдирет.
Чоң сандардын мыйзамдары чындыгында хаостук бөлүкчөлөрдүн массалык жыйындылары өтө туруктуу, алдын ала айтууга боло турган системаларды пайда кыларын камсыздайт. Мисалы, газ молекулаларынын туруксуз секирүүсү камеранын дубалына кемчиликсиз туруктуу, өлчөнүүчү басымды жаратат.
Белгилүү бир механикалык бузулууну оңдоо, бир бөлүктү оптималдаштыруу же так траекторияларды картага түшүрүү керек болгондо компоненттердин жүрүм-турумун баалаңыз. Жалпы натыйжалуулукту талдоодо, фазалык өтүүлөрдү алдын ала айтууда же татаал термодинамикалык тармактарды башкарууда көңүлүңүздү системанын жүрүм-турумуна буруңуз.
Абалдын эволюциясы физикалык системалардын убакыттын өтүшү менен кандайча динамикалык түрдө өзгөрүп жатканын көзөмөлдөйт, өзгөрүлмө өзгөрмөлөргө жана траекторияларга көңүл бурат, ал эми статикалык геометрия бул өзгөрүүлөрдүн убакытка өзү жооп бербестен кайда жүрүшү мүмкүн экендигин чектөөчү же аныктоочу туруктуу, өзгөрүлбөс мейкиндик фонду же түзүмдү камсыз кылат.
Алдын ала айтуу убакыт моделдери убакыттык прогрессияны жана релятивисттик кеңейүүнү болжолдоо үчүн математикалык алкактарды жана физикалык теорияларды колдонсо, эмпирикалык убакытты өлчөө убакыттын чыныгы өтүшүн физикалык жактан сандык жактан аныктоо жана көзөмөлдөө үчүн тактыктагы аспаптарга таянат. Бул эки жолду тең салмактоо таза абстракттуу физика менен чийки байкоо маалыматтарынын ортосундагы ажырымды жок кылат.
Механикалык аралаштыруунун натыйжалуулугу суюктуктун динамикасы жана хаотикалык адвекция аркылуу суюк катмарлардын физикалык гомогендешүүсүнө багытталган, ал эми даамдын бөлүштүрүлүшү молекулярдык массанын алмашуусун, фазанын бөлүнүшүн жана ароматтык кошулмалардын туруксуздугун камтыйт. Биринчиси мейкиндиктеги бирдейликти орнотсо, экинчиси даам молекулаларынын сезүү рецепторлору менен кандайча өз ара аракеттенишин аныктайт.
Бул салыштыруу Альберт Эйнштейндин революциялык эмгегинин эки түркүгүн талкалап, атайын салыштырмалуулук теориясы кыймылдагы объектилер үчүн мейкиндик менен убакыттын ортосундагы байланышты кандайча кайрадан аныктаганын, ал эми жалпы салыштырмалуулук теориясы бул түшүнүктөрдү кеңейтип, тартылуу күчүнүн фундаменталдык мүнөзүн ааламдын өзүнүн ийрилиги катары түшүндүрөт.
Бул деталдуу салыштыруу элементтердин бирдиктүү фундаменталдык бирдиктери болгон атомдор менен химиялык байланыш аркылуу пайда болгон татаал түзүлүштөр болгон молекулалардын ортосундагы айырмачылыкты тактайт. Ал алардын туруктуулугундагы, курамындагы жана физикалык жүрүм-турумундагы айырмачылыктарын баса белгилеп, студенттерге жана илим ышкыбоздоруна зат жөнүндө негизги түшүнүк берет.
