Основни понятия

Информационна дейност- това са действия, извършвани с цел събиране, обработка, съхраняване, търсене и разпространение на информация (включително научна информация).

Информатикае научна дисциплина, която изучава структурата и свойствата (а не конкретното съдържание) на информацията, както и моделите на информационната дейност, нейната теория, история, методология и организация.

Информатика- това е научно направление, което изучава модели, методи и средства за събиране, съхраняване, обработка и предаване на информация. (Науката за структурата, свойствата, моделите и методите за създаване, съхраняване, търсене, трансформиране, предаване и използване на информация).

Целта на информатиката е разработването на оптимални начини и средства за представяне (записване), събиране, обработка, съхраняване, търсене и разпространение на информация. Информатиката се занимава със семантична (семантична) информация, но не се занимава с качествена оценка на тази информация.

1. Теоретичната задача на компютърните науки е да открие моделите, в съответствие с които се създава, трансформира, предава и използва семантична информация в различни области на дейност.

2. Приложният характер на изследването включва разработването на най-рационалните методи за осъществяване на информационни процеси, определянето на методи за оптимална организация на комуникацията (в рамките на науката, науката и производството).

Информатиката изследва три групи основни въпроси: 1) технически, свързани с изучаването на методите и средствата за надеждно събиране, съхранение, предаване, обработка и издаване на информация; 2) семантични, дефиниращи начини за описание на значението на информацията, изучаване на езиците на нейното описание; 3) прагматичен, описващ методи за кодиране на информация.

Информацияе съвкупност от факти, явления, събития, представляващи интерес и подлежащи на регистрация и обработка.

Информация- мярка за премахване на несигурността относно изхода на събитие, което ни интересува.

Данни- материални обекти с произволна форма, действащи като средство за предоставяне на информация.

Срок даннидефиниран като количество, число или съотношение, вложено в или получено от процес. Данните може да не са числени (факти, принципи, твърдения, на които се основават аргументите). В този смисъл, информация– знания, придобити от анализ на данни (данните сами по себе си не са информация). Данните, получени от наблюдението на явления, могат да бъдат пренаредени по смислен начин, но без изкривяване или фундаментални промени. Данните в компютърните науки са факти или идеи, изразени чрез формална система, която позволява тяхното съхранение, обработка или предаване.

Информационни технологиие набор от методи и техники за решаване типични задачиобработка на данни.

Информационни технологии- набор от систематични и масови методи и техники за обработка на информация, създадена от приложната информатика във всички видове човешка дейност с помощта на съвременни средства за комуникация, печат, компютърни технологии и софтуер.

Непрекъсната и дискретна информация

Информация за различни природен феноменИ технологични процесивъзприемани от човек (с помощта на сетивните органи и / или различни измервателни уреди) под формата на всякакви полета. От математическа гледна точка такива полета са функции, където T- време, хе точката, в която се измерва полето, ге стойността на полето в тази точка. При измерване на полето във фиксирана точка х=афункцията се изражда във функция на времето , която може да бъде представена като графика. В повечето случаи всички скаларни величини, включени във връзката (т.е. T, ги координати на точки х) може да приеме непрекъсната поредица от стойности, измерени с реални числа.

Под приемственост тук се разбира, че разглежданите количества могат да се променят на произволно малки стъпки. Следователно така представената информация се нарича непрекъсната информация . Понякога терминът се използва за тази цел. аналогова информация .

Ако по отношение на една и съща информация за полето установим минималните стъпки за изменение на всички характеризиращи го скаларни величини, то получаваме т.нар. дискретно представяне информация, или с други думи, те казват - дискретна информация . Тъй като точността на измерванията (както и човешкото възприятие) винаги е ограничен, тогава дори когато се работи с непрекъсната информация, човек я възприема в дискретна форма. Всяка непрекъсната информация обаче може да бъде апроксимирана чрез дискретна информация с всякаква степен на точност. Следователно можем да говорим за универсалност дискретна формапредставяне на информация.

Резултатите от измерването на всякакви скаларни величини се представят накрая в числена форма. И защото с дадена точност на измерване тези числа могат да бъдат представени като крайни набори от числа (със или без запетая), тогава дискретната форма на представяне на информация често се идентифицира с цифрова информация .

2.2.Кодиране

Първо, въвеждаме необходимото понятие абстрактна азбука . В крайна сметка цифровата информация всъщност е частен случай на т.нар азбучен начин представяне на дискретна информация. Неговата основа е произволен фиксиран краен набор от символи от всякакво естество, който се нарича абстрактна азбука или просто по азбучен ред .

Примери азбуки. 1) набор от десетични цифри, заедно със запетая за отделяне на дробната част от числото, може да се разглежда като специален случай на абстрактна азбука с 11 знака - писма тази азбука; 2) азбука на естествения човешки език (руски); 3) езикът на математиката и др научни текстовеможе да включва заедно с обикновените букви даден езикбукви на други езици (гръцки), както и различни специални знаци (символи на аритметични операции +, - и др.).

При обработката на информация често се налага да се представят букви от други азбуки с помощта на една азбука. Това представяне има свое специално име в компютърните науки - кодиране . Проблемът има просто решение, ако искате да кодирате буквите от азбуката хс по-малко букви от азбуката за кодиране Y.

Пример . Позволявам х- азбука от десетични цифри, Y- обичайната руска азбука. След това за кодиране х V Yдостатъчно е да поставите 0=a, 1=b, 2=c, 3=r, yuu, 9=k. Други методи за кодиране също са възможни, включително тези, в които буквите от азбуката хкодирани с няколко букви от азбуката Y. Един от най естествени начинитакова кодиране е проста замяна на десетични цифри с техните руски имена: нула, едно, две и т.н.

При кодиране на азбуки с голям брой букви в азбуката, използването на последователности от букви за кодиране е предпоставка за възможността за разграничаване на кодове от различни букви, което е задължително условие за правилното кодиране.

Пример . Буквите от руската азбука могат да бъдат кодирани в двойки десетични цифри: a=01, b=02,…, k=10, l=11,…

Можем да кажем, че кодирането е най-общо казано превод на съобщения от един език на друг; този термин се използва най-често при предаване на информация по комуникационни канали. В този случай предвиденият енкодер съпоставя всеки знак от предавания текст или цели думи, или фрази (съобщения) с определена комбинация от сигнали (приемлива за предаване по даден комуникационен канал), наречена код или кодова дума. Това е тази операция за преобразуване на съобщения в определени последователности от сигнали, която обикновено се нарича кодиране, а обратната операция, която възстановява предадените съобщения от получените сигнали (кодови думи), е декодиране . За да се предаде информация по канал, е необходимо първо да се преобразува съобщението с помощта на преобразувател в сигнали от естеството, което съответства на носителя на информация в канала, например в електрически сигнали, дискретни или непрекъснати. Когато се използват сигнали с непрекъснат характер, обикновено няма особени проблеми с кодирането. Непрекъснатите сигнали обаче са по-уязвими от всякакъв вид смущения и са трудни за защита. Електрическите комуникационни канали са засегнати от непрекъснати смущения: естествени - мълнии и други разряди, както и "промишлени" смущения. Каналите за предаване на непрекъснати сигнали са "нискоскоростни", т.е. с ниска производителност. Примери за канали с предаване на непрекъснати сигнали са канали: 1) телефонна комуникация, 2) радиокомуникация (наземна), включително телевизия. Примери за канали с предаване на дискретни сигнали са: 1) телеграф, 2) всякакви така наречени цифрови комуникационни канали - за предаване на "компютърна информация" (например през Интернет) - телевизионна информация, преобразувана в дискретна ("цифрова" ") сигнали. Комуникационните канали с дискретна информация са по-продуктивни. Това се дължи на първо място на намаляване на излишъка при преобразуване на човешки съобщения в дискретни сигнали. Кодирането, извършвано при преобразуване на съобщения в писмена или устна форма в дискретни сигнали по подходящите комуникационни канали с максимално възможно намаляване на излишъка, създава основните проблеми, които се разглеждат от теорията на кодирането.

Сега нека се опитаме да дефинираме основната концепция за код (раздел дискретна математика). Задачата за намаляване на излишъка на предаваните съобщения е противоречива задача: от една страна, намаляването на излишъка е необходимо, за да се подобри пропускателната способност на канала за предаване на информация; от друга страна, необходимо е достатъчно ниво на резервиране, за да се гарантира надеждността на предаваната информация чрез нейния контрол и елиминиране на смущенията, които възникват в комуникационните канали, когато са изложени на смущения. Съзнателно въведеното резервиране е необходимо както за определяне на изкривяванията на дискретни сигнали, така и за изолиране на "чужди" сигнали (от "чужди" съобщения).

ОТНОСНОопределение . Код е набор от правила, които установяват съответствие едно към едно между елементи на информацията(думи, числа, фрази, химични структурни групи и др.) и символни етикети. Така кодът включва: 1) информационни елементи; 2) символични етикети; 3) начини за установяване на едно към едно съответствие между тези и другите.

Информационните елементи формират основата на кода и се избират в зависимост от задачата, която се решава. Изборът на информационни елементи се предшества от задълбочен анализ на информацията; Същността на анализа се състои в избора на неговите характерни, специфични характеристики, които най-ясно отговарят на изискванията на задачата. Броят на избраните информационни елементи е съобразен с капацитета на носителя (кода) и начина му на кодиране. Можем да кажем, че кодовете и кодирането са средство за икономично, удобно и практически безпогрешно предаване на съобщения.

Забележка. Кодовете се появяват в древността под формата криптограми (тайно писане); те са били използвани, за да се запази важно съобщение в тайна от онези, за които е предназначено. Гръцкият историк Херодот (5 век пр. н. е.) дава примери за писма, разбираеми само за един адресат. Спартанците имаха специален механичен комплект, с който важни съобщениябеше възможно да се пише по специален начин, гарантиращ безопасността на тайната. Юлий Цезар имаше своя собствена тайна азбука. През Средновековието и Ренесанса Франсис Бейкън, Франсоа Виет, Джераламо Кардано, Джон Уолис работят върху изобретяването на тайни шифри. Много по-късно Шанън показа, че е възможно да се конструира криптограма, която не може да бъде дешифрирана по никакъв начин, освен ако, разбира се, не е известен методът за нейното компилиране.

Различните знаци или съобщения трябва да бъдат кодирани с различни кодови думи, в противен случай е невъзможно да се реконструират предадените съобщения от кодовите думи.

2.2.1. Двоична азбука. Най-простата абстрактна азбука, която е достатъчна за кодиране на всяка друга азбука, е двубуквената азбука. Тази азбука се нарича двоичен , а буквите му обикновено се идентифицират с числата 0 и 1. Кодовите думи могат да бъдат представени като последователности от нули и единици. Брой двоични последователности с дължина нравно на .

следователно Мсъобщенията могат да бъдат кодирани с двоични последователности с дължина нако и само ако е изпълнено следното условие, т.е. Кога .

Забележка . Франсис Бейкън беше първият, който осъзна, че два знака са достатъчни за кодиране.

Наред с двоичните кодове се използват кодове, които използват не два, а по-голям брой елементарни сигнали (кодови символи). Техният брой дНаречен кодова база и наборът от кодови символи се извиква кодова азбука .

Общ брой н-използване на буквални думи дзнаци е равно на .

1.2.1.1. Кодиране чрез заместване и пермутация. Както бе споменато по-горе, азбука от два (и дори повече) знака е достатъчна, за да кодира всеки набор от съобщения. Въпреки това, кодирането на всички съобщения в думи с еднаква дължина не винаги е полезно. Най-често предаваните съобщения са най-добре кодирани с по-кратки думи, оставяйки по-дълги думи за кодиране на съобщения, които се появяват по-рядко. В резултат на този подход текстът на кода ще стане средно по-кратък и ще отнеме по-малко време за предаване. Така се правят спестявания. За първи път тази идея е реализирана от американския инженер Морз в кода, който той предлага.

Мярка за честотата на възникване на дадено събитие (съобщение) е неговата вероятност . Нека е делът на случаите, в които се появява събитие (съобщение) от общия брой появили се съобщения.

Пример за икономически кодове са така наречените нееднородни кодове, кодове на Фано.

Показател за икономичността или ефективността на неравен код не е дължината на отделните кодови думи, а тяхната „средна“ дължина, където е дължината на кодовото обозначение на съобщението, е вероятността съобщението да се появи н – общ бройсъобщения. По този начин най-икономичният код е кодът с най-малка средна дължина.

Нека изброим основните свойства на оптималния код. Нека съобщенията имат вероятности () съответно и са кодирани с двоични думи с дължина .

Дискретно-непрекъснат пространствено-времеви модел и апории на движение "Ахил" и "дихотомия"

В.В. Корухов

* Работата е подкрепена финансово от Руската фондация за фундаментални изследвания (проект № 00–06–80178).

Всички известни опити за изграждане на модел или само непрекъснато, или само дискретно пространствои времето се натъкна на появата на противоречия, чието решение не е намерено досега. По-специално, не беше възможно да се изгради модел на дискретно пространство, което едновременно да удовлетворява свойствата на изотахия, кекинема и обновяване. Анализ на публикувани произведения, както отбелязва R.A. Аронов, „свидетелства по-скоро за една все още не много последователна, но все пак доста определена тенденция към единството на непрекъснатостта и дискретността на пространството и времето и следователно говори не за остатъците от идеи за непрекъснатостта на пространството и времето, а за необходимостта да се синтезират последните с идеи за дискретността на пространството и времето” .Съвсем естествена и исторически обоснована е тенденцията към създаване и анализ на модели с дискретно-непрекъснат характер. Съвременната естествена наука, по-специално SRT, неизбежно ни води до изискването да започнем да решаваме проблема за синтеза на непрекъснато и дискретно въз основа на четиримерния формализъм на пространство-времето на Минковски.

Елементи на дискретно-непрекъснатия пространствено-времеви модел

Преди това формулирахме концепцията за основна дължина, чиято роля играе планковски дължина, съставен според размерността на основните физични константи: л мн = (ћG /° С 3 ) 1/2 . В съвременната физика минималният времеви квант се въвежда чрез минималната дължина и скорост на светлината: T мн = л мн/° С = (ћG /° С 5 ) 1/2 . Изключителност на величината л мн (T мн) за всякакви други дължини се определя от неговата инвариантхарактер спрямо всеки инерционен наблюдател. Това означава, че има специално качество, което не е присъщо на пространствените характеристики на материално-полевите обекти, тъй като последните, според SRT, са относителни.

В резултат на това е получено ново развитие на идеята за възможната дискретност на структурата на пространство-времето и съответното физическо съдържание - нова материална среда. Може да се каже, че самият факт на обективното съществуване на фундаментални константи, чиито свойства са качествено различни от свойствата на величините, характеризиращи материално-полевия свят, служи като достатъчно основание за хипотезата за реалността на нов вид материя.

Наличие на минимален елемент л мннаправи възможно, от една страна, да се получи ограничение на обхвата на приложимост на SRT, а от друга страна, да се формулира за движението на реален обект концепцията за граничната скорост, която е функция на параметрите на този обект:

vмакс = ° С (1 – л pl 2 / л 0 2 ) 1/2 ,(1)

Където л 0 е характерният размер на елементарна частица в нейната собствена отправна система.

За обекти, свързани с елементарни частици с характерен размер л 0 = л мн, съществуването на нова държава следва:

vмакс = 0.(2)

Тези обекти не могат да бъдат наблюдавани от нас в състояние на движение, т.е. имат свойството на инвариантна почивка по отношение на всяко инерционна системасправка. Обекти с такива свойства − планкеони- и го поставяме като структурна единица на хипотетична среда (етер), чиято форма на съществуване е пространство-времето на Минковски.

Подобно кинематично свойство на инвариантния покой е алтернативата, която не е била правилно разгледана по времето, когато са анализирани всички възможни кинематични условия за съществуването на етера. Наистина, с въвеждането на концепцията за етера, пространствено в покой спрямо всяка инерционна отправна система, законите, описващи природните явления, няма да зависят от състоянието на движение, тъй като концепциите за равномерно и праволинейно движение за реални обекти относителнотакъв етер не съществува. При такива и само при такива условия, наложени на средата, може да се осъществи принципът на относителността, което е пряко проявление на свойството на инвариантния покой на етера. В такава инвариантно покойна среда, която играе ролята на светоносна среда, принципът за постоянство на скоростта на светлината винаги се оказва валиден, което също е следствиеинвариантност на останалата част от етера по отношение на инерционните наблюдатели.

От тези позиции беше извършен сравнителен анализ на инвариантните свойства на новата среда и контрааргументите, изразени срещу етера при изграждането на SRT. Показано е, че в процеса на конструиране на SRT кинематичните свойства на средата (етер) са издигнати от Айнщайн в ранг на постулати и съществуващият дотогава формализъм на Лоренц-Поанкаре се оказва нормализиран към тези условия. Придавайки на инвариантността на скоростта на светлината и относителността статут на принципи, Айнщайн по този начин изведе възможното изследване на тази среда извън рамките на SRT. Впоследствие анализът на принципите, залегнали в основата на теорията, позволява на Айнщайн да опише по единен начин две фундаментални различни видоведвижения - относителното движение на материята и инвариантното движение на светлината.

От гледна точка на кинематичните свойства на планкеоновия етер (виж формула (2)) концепцията за него е в съгласие с основите на SRT. Айнщайн разглежда възможността за съществуване на среда с подобни свойства, но я отхвърля като абсурдна. Той пише: „Наистина, ако всеки лъч светлина в празнотата се разпространява със скорост ° Спо отношение на системата К, тогава лекият етер трябва да е в покой навсякъде по отношение на К. Но ако законите за разпространение на светлината в системата К¢ (движение спрямо К) са същите като в системата К, тогава имаме същото право да приемем, че етерът също е в покой в ​​системата К¢ . Тъй като предположението, че етерът е в покой едновременно в две системи, е абсурдно и тъй като би било не по-малко абсурдно да се даде предимство на една от двете(или от безкраен брой) физически еквивалентни системи, тогава човек трябва да изостави въвеждането на концепцията за етер, която се е превърнала само в безполезен придатък към теорията, веднага след като механистичната интерпретация на светлината беше отхвърлена.

Пространствено-времевите свойства на планкеонната среда съдържат освен непрекъснатото и дискретно начало. Дискретният елемент определя в модела наличието на минимална площ на локализация на обекта като в собствената си референтна рамка л 0 > л мн, а в движещата се, което е свързано с наличието на максимална скорост на обекта (виж формула (1)).

Поради наличието на непрекъснат спектър роднинаскорости, непрекъснатият компонент на пространството се представя в модела чрез спектъра от пространствени характеристики на движението на реални обекти, т.е. проходим път.

Подобно разсъждение може да се извърши за времевия компонент на дискретно-непрекъснато многообразие. Единствената, но съществена разлика е фактът, че може да се достигне фундаменталната минимална стойност за времето самов референтна система в покой. Ще се спрем на този резултат по-подробно, когато обсъждаме апорията на Зенон „Ахил“.

Тази комбинация от непрекъснато и дискретно наричаме от нас елементи на модела на дискретно-непрекъснатото пространство-време.

И така, принципно нов момент в модела е държавата Лоренц инвариантостаналата част от средата като цяло по отношение на всеки инерционен наблюдател ( v макс= 0 – инвариант ) . Това условие за съществуване на средата уникално удовлетворява известните свойства на кекинема и обновяването.

Първото свойство, което дава представа за механизма на движение на частиците по протежение на решетката, свойството кекинеми, изисква неделимостта на елементарното движение. С други думи, „в елементарното движение е невъзможно да се разграничат етапите на движение - то е неделимо и следователно за него „движи се“ и „напредва“, „отиди“ и „дойди“, както и други глаголи на движение на несвършен и свършен вид са синоними.В рамките на концепцията за “чисто” дискретно пространство и време, наблюдението на елементарното движение на обект по протежение на решетката е невъзможно. Във формулировката на Аристотел това звучи така: „по неделимия път нищо не може да се движи, но веднага напредва“.

В рамките на нашия модел, поради инвариантна почивканаблюдателят и планкеоновата среда няма тяхното взаимно движение. И тъй като няма движение на обекта спрямо решетката, няма нужда да се прави разлика между етапите на тяхното относително движение. Обосноваването на свойството kekinema в рамките на модела става излишно.

Второто свойство, което изисква тълкуване при анализа на движението по протежение на решетката, е свойството ремонти, което се оказва по някои начинидопълващ кекинема. Свойството на обновяване е механизъм за развлекателно движение, когато няма непрекъснато движение, а само резултат от движение. Процесът на движение се разглежда като „поредица от последователни изчезвания и раждания на частица: частицата изчезва в дадена точка в пространството и се появява в друга точка, след това изчезва в същата точка и се появява в друга точка, където след това също изчезва, за да се появи в следващата нова точка и т.н., и т.н.“ .

Подобно на свойството kekinema, свойството на обновяване е продукт на идеи за механизма на движение на частиците на решетката. Почти всички опити за описание на свойството на обновяване са направени в рамките на класическия модел на дискретно пространство и време, чийто прототип е представен в съвременната естествена наука от периодична решетка твърдо тяло. В модела на дискретно-непрекъснатото пространство, поради липсата на относително движение на частицата и планкеонната среда, също няма нужда да се обяснява несъществуващото свойство на обновяване. Няма движение по решетката.

Има обаче още едно свойство, което изисква нетривиално решение в рамките на изследването на механизмите на движение. Наличието на дискретни пространствени и времеви интервалиизисква съществуване в модела елемент с дискретно движение.

свойство изотахия

Въвеждането на елемент на дискретност в пространствено-времевия модел води до още едно следствие, необичайно по отношение на разбирането на свойствата на механичното движение, свойството изотахия .

Нютоновдвижението на тялото, в което пространството, времето и инертното състояние придобиват класическо единство, по-късно получава своето обобщение в механистичната картина на света. Освен това, в рамките на специалната теория на относителността, в процеса на комбиниране на два вида движение, относително за материята и абсолютно (инвариантно) за фотоните, пространството и времето бяха събрани в едно цяло - четириизмерното пространство- времето на Минковски. Ние обаче никакви опити за тълкуванесвойство на изотахия в пространство-времето SRT. Класическата формулировка на свойството изотахия обикновено се извършва в рамките на нютоновото разбиране за свойствата на пространството и времето, с включването на дискретни елементи, главно пространствени.

Ако обозначим минималните и основните интервали на дължина и време през r и t съответно на съвременния физически език свойството изотахия може да се формулира по следния начин. „Лично r/t ще ни даде някаква специфична скорост. За два пъти по-голяма скорост трябва да вземем 2 r/t , но това означава, че елементът път r премина покрай тялото в интервал от половин време T /2: „бързо разделено време“. Така полуинтервалът от време получи реално съществуване, което противоречи на първоначалното ни предположение за неделимост T . За скорост, която е наполовина по-малка, пишем: r/2t , т.е. на елемент от времето t изминат път r /2: „бавно раздели пътя“. Така полуелементът на пътеката придоби истинско значение, което е несъвместимо с първоначалното ни предположение за неделимост r . По този начин концепцията за дискретност на пространството и времето противоречи както на скоростта, по-голям r/t , и скоростта, по-малко r/t . От това следва, че в рамките на тази концепция е възможно да се движите само с една скорост, равна на r/t » . Твърдението на този факт е свойство на изотахията, както си го представя Аристотел и както го вижда съвременната философия на движението. Фактът, че точковият обект се подразбира във формулирането на свойство, не играе фундаментална роля. В рамките на модела на континуалното пространство, свойството изотахия може да бъде формулирано и за макротела. Ролята на точкова частица може да играе както центърът на масата, съставляващ обекта, така и границата на макротялото, разглеждана в категорията на непрекъснатостта като линия.

Търся задоволително обяснение даден имотнеизбежно е желанието да се представи всяко движение, особено движението на елементарните частици, като еднаква скорост. „Ако беше възможно да се открие по някакъв начин, че елементарните частици могат да се движат само с някаква винаги еднаква скорост, очевидно щяхме да имаме ясно и недвусмислено потвърждение на концепцията за дискретно пространство-време“ .

И така, според условието r/t= const , въвеждането на стойността на минималната и фундаментална дължина автоматично означава наличието на определена минимален фундаменталендискретен елемент на времето. Невъзможно е обаче да се каже, че това условие недвусмислено сочи към определен модел на дискретно пространство и време. Може само да се твърди, че в рамките на пространствено-времевия модел, който претендира да бъде адекватно описание на реалността, тази взаимозависимост на минимални интервали трябва да бъде удовлетворена във връзка с други свойства, като напр. кекинемаИ обновяване. Това е едновременното задоволяване на всички тези свойства, което ще позволи на пространствено-времевия модел да претендира за адекватността на описанието на реалността.

Появата в теорията на относителността на инвариантна скорост - скоростта на светлината - почти недвусмислено показва възможността да й се припише ролята на скоростта на изотахията. В процеса на анализиране на проблема се разкриват редица причини, поради които се предполага, че скоростта на светлината не може да се идентифицира с единствената изотахична скорост. Например, според SRT скоростта на светлината е недостижима за материални обекти и следователно SRT не е приложима за анализа на това свойство. В допълнение, за всички реални обекти от микро- и макросвета, наличието на почти всяка скорост, варираща от нула до (асимптотично) скоростта на светлината, е експериментален факт.

По отношение на първия аргумент можем да се съгласим, че теорията на относителността се основава на концепцията за непрекъснато пространство-време и това е основният аргумент срещу нейната директна приложимост към случая на конструиране на модел на движение в рамките на дискретно пространство- време. Въпреки това, самият факт за съществуването на универсалната скорост на светлината от наша гледна точка е такъв директениндикация за наличието на елемент на дискретност. Това се дължи преди всичко на невъзможността в рамките на Архимедовия модел на движение (Нютонов) да се отдели и фиксира наличието на поне два качествено различни елемента от множеството, по-специално скоростите. Скоростта на светлината е, от една страна, външен елемент на SRT, аксиоматично въведен във формализма на теорията, а от друга, тя е необходимо условие за съществуването на дискретна структура на пространство-времето. Може да се каже, че математическият формализъм, лежащ в основата на континуумния пространствено-времеви модел на Минковски, необходими, но не е достатъчен за конструиране на по-общ модел, който отчита дискретни елементи и е свързан с принципа на континуумното съответствие.

Що се отнася до втория аргумент, той е обект на анализ в тази статия.

Резултатите от опитите за намаляване на всички скорости на движение до една скорост могат да бъдат разделени на две групи. Първият включва модели, включващи периодични моменти на покой (другост) на елементарна частица в процеса на движение. Редуването на продължителността на почивката и скоростта на изотахията определя спектъра на възможните скорости. Втората група включва резултатите от интерпретацията на изотахичното свойство въз основа на движението на отклонение по зигзагообразна траектория. Тази група включва модели, подобни на "трептенето" на електрона на Шрьодингер. В тази концепция се наблюдава само средната траектория на движение, докато амплитудата на трептене е минимален фундаменталендължината не е спазена. Скоростта „вътре“ в траекторията се приема за основна.

При съчетаването на свойството изотахия с видимо разнообразие от скорости на движение се разкриват редица сериозни недостатъци. Първо, наблюдението на процеса на движение и неговата интерпретация се извършват от позицията на неподвижен наблюдател, което от своя страна предполага наличието на изотропно състояние на покой ( v= 0) и това изисква отделна обосновка. Второ, както многократно беше посочвано, има явно нарушение на последиците от специалната теория на относителността, свързани с относителността на пространствено-времевите и енергийните характеристики на движещ се обект. И накрая, трето, предполага се, че има абсолютно неподвижно пространство и наблюдател, свързан с него, по отношение на който се разглежда движението презрешетка. Всъщност почти всички опити за решаване на проблема с изотахията бяха направени от гледна точка на неподвиженнаблюдател, т.е. анализът на движението е извършен от позицията на въвеждане на елемент на дискретност в модела на Лоренц-Поанкаре на фиксираното пространство на етера. В съвременното звучене трябва да се формулира общият проблем на движението, както правилно е посочил Б.Г. Кузнецов, както следва: „какви характеристики трябва да има понятието дискретно пространство-време, за да го доближим не до въведеното реклама hocТеорията на Лоренц за свиването, но с теорията на относителността на Айнщайн? .

Каква е разликата между хипотезата реклама hocот вярна хипотеза? Фактът, че една вярна хипотеза предоставя систематично решение на широк кръг от възникващи проблеми, докато по-нататъшните действия във връзка с нововъзникнали проблеми са предимно тълкувателни по природа. Хипотеза реклама hocпредлага решение на един проблем или поредица от проблеми от един и същи клас и често противоречи на някои вече добре известни и проверени резултати или генерира нови проблеми.

По-рано вече анализирахме непоследователността на подхода, използвайки концепциите на класическите решетъчни модели, в които е невъзможно да се избегне съществуването на специална референтна система - решетъчната система. В такива модели се разглежда движението на частица относителноотправна система, твърдо свързана с дискретната структура, което, естествено, придава на пространствената структура на решетката статус на абсолютна отправна система. Това води до липса на инвариантно описание, включително неспазване на принципа на относителността. Референтната рамка, свързана с решетката, е отделена по отношение на други системи, движещи се спрямо тази решетка. Поради тази причина двама инерционни наблюдатели, единият свързан с избрана отправна система, т.е. почиващи в решетъчната система, другият - почиващи в движещата се спрямо решетката отправна система, не са еквивалентни.

В допълнение, в почти всички работи разглежданите елементарни пространствени интервали не се различават по никакво качество от всички други интервали, изучавани в рамките на съвременната естествена наука, като например зоната на локализация на елементарни частици или разстоянието пътували.

Решението на проблема с изотахията, предложено в тази статия, позволява да се избегнат подобни несъответствия и недвусмислено да се покаже уникалността на универсалната скорост в областта на реалността, която изучаваме.

Като фундаментална идея се използва аксиоматичното въвеждане на пространствени и времеви дискретни елементи в добре познатия модел на едно четириизмерно пространство-време на Минковски. Според концепциите на SRT тази единична форма е по-адекватна на механизма на движение на обекта, отколкото относително независимите компоненти на четириизмерния континуум, които го съставят - пространството Ивреме. В допълнение, понятието „събитие“, въведено в разглеждане, от наша гледна точка е понятие, което е по-адекватно на реалността за описание на движение в рамките на едно пространство-време, а не просто движение в пространството през определен времеви интервал. Отделното разглеждане на явленията в пространството и времето в рамките на съществуването на единна същност на пространствено-времевия континуум значително ограничава получената информация и обеднява съдържанието на това понятие.

Разбиране на текущата ситуация четириизмерностпространствено-времевият аспект на реалността, от наша гледна точка, беше успешно характеризиран от M.D. Ахундов: „Теорията на относителността действа унифицираничетириизмерен континуум, чието разделяне на пространство и време е лишено от абсолютен смисъл. Тук само терминологичната бедност определя използването на термина „пространство-време”; приблизително същото, както бихме могли да наречем водата "водород-кислород"". „Фактът, че няма разумен обективен начин за разделяне на четириизмерния континуум на триизмерно пространство и едноизмерен времеви континуум“, пише А. Айнщайн, „показва, че законите на природата ще приемат най-задоволителното, от гледната точка на логиката, формата, изразена като закони в четири измерения пространствено-времевиконтинуум." Като пример за плодотворността на прилагането на четириизмерния формализъм, нека разгледаме понятието „четириизмерна скорост“ и да му дадем нетривиална интерпретация.

Под събитие ще разбираме мястото, показано чрез три пространствени координати, и времето, когато това събитие се е случило. В рамките на SRT две близки събития са обединени от пространствено-времеви интервал, чийто квадрат се записва, както следва: dS 2 = ° С 2 дт 2 – dx 2 – dy 2 – дз 2 = инв.

Типът интервал определя пространствената метрика и е инвариант, т.е. не зависи от избора на референтната рамка, в рамките на която се разглежда промяната на събитията. От друга страна, инвариантният четириизмерен интервал позволява не само да се вземат предвид пространствено-времевите характеристики на референтна рамка в покой, но и органично да ги свърже със събития на всяка друга рамка, движеща се по инерция.

В рамките на пространство-времето на Минковски, чиито точки са събития, нека разгледаме относителното движение на две инерционни отправни системи.

Нека въведем следната нотация за едно събитие: х 0 = ct , х 1 = = ix, х 2 = iy , х 3 = из, където четири числа х 0 , х 1 , х 2 , х 3 могат да се разглеждат като проекции на четириизмерен радиус-вектор Р на ос х 0 , х 1 , х 2 , х 3 в координатната система на неподвижен наблюдател. В тази нотация квадратът на интервала между две събития се изразява по следния начин:

д С 2 = ° С 2D T 2-D х 2-D г 2-D z 2=D х 0 2 + D х 1 2 + D х 2 2 + D х 3 2 . (3)

Израз (3) е квадратът на инвариантното четириизмерно „разстояние“ между две световни точки.

По аналогия с четиримерния радиус вектор, ние конструираме четиримерен вектор на скоростта, чиито проекции се дефинират като производни на проекциите на четиримерния радиус вектор ( х 0 , х 1 , х 2 , х 3 ) частици в инвариантно (собствено) време T в подвижна отправна система:

u 0 = dx 0 / д T, u 1 = dx 1 / д T ,u 2 = dx 2 / д T, u 3 = dx 3 / д t .(4)

След това използваме известната връзка между интервала на собственото време в подвижна отправна система д T и интервала от време в референтната рамка, свързана с наблюдателя, дт :

дт = д t /(1 - v 2 / ° С 2 ) 1/2 ,(5)

Където v 2 = v х 2 + v г 2 + v z 2 = dx 2 1 /дт 2 + dx 2 2 /дт 2 + dx 2 3 /дт 2 е триизмерната скорост на движещата се референтна система. От израз (4) имаме следните отношения за четиримерните компоненти на скоростта:

u 0 = ° С/( 1 – v 2 / ° С 2 ) 1/2 = uT ,

u 1 = iv х /(1 – v 2 /° С 2 ) 1/2 = iu х ,(6)

u 2 = iv г/( 1 – v 2 /° С 2 ) 1/2 = iu г ,

u 3 = ivz /( 1 – v 2 / ° С 2 ) 1/2 = iuz .

Зависимостта на проекциите се вижда от записа на сбора на техните квадрати:

u 0 2 + u 1 2 + u 2 2 + u 3 2 = (° С 2 – v 2 )/(1 – v 2 / ° С 2 ) = ° С 2

или

uT 2 – u х 2 – u г 2 – u z 2 = u T 2 – u r 2 = ° С 2 . (7)

Получихме твърда взаимна зависимост на компонентите на четиримерния вектор на скоростта - три пространствени и една времева. По този начин можем да кажем, че в четириизмерен колектор скоростта всякаквиинерционен обект, първо, е инварианти, второ, тя се състои от двезависими движения. Инвариантността на четиримерния вектор на скоростта на реален обект от наша гледна точка се интерпретира като свойство изотахияи изразява триединството на пространство, време и движение. Нов елемент в тълкуването на свойството движение е движение (смяна на събития) във времето. Наистина, в четиримерно пространство-време в състояние на пространствен покой, т.е. при u r = 0, от (7) имаме u T = ° С 2 . Тази ситуация, която се реализира в референтната система на обект в покой, ни казва не само, че времевата ос е геодезическа за него, но също така, че скоростта на промяна на събитията за този обект е различна от нула и числено равна на скоростта на светлината.

За да си представим такава ситуация, помислете за друг пространствено-времеви вектор на Минковски, четириизмерния импулсен вектор. За да направим това, умножаваме проекциите на четириизмерната скорост (6) по инвариантната маса на покой м 0 . Означаване на проекциите на вектора през стр к (к= 0, 1, 2, 3), получаваме следните изрази:

стр 0 = м 0 u 0 = м 0 ° С/( 1 – v 2 / ° С 2 ) 1/2 = стр T ,

стр 1 = м 0 u 1 = аз съм 0 vх/( 1 – v 2 /° С 2 ) 1/2 = ip х ,(8)

стр 2 = м 0 u 2 = аз съм 0 vг/( 1 – v 2 /° С 2 ) 1/2 = ip г ,

стр 3 = м 0 u 3 = аз съм 0 vz/( 1 – v 2 /° С 2 ) 1/2 = ip z .

Подобно на условие (7) за четириизмерен импулс, сумата от квадратните проекции (8) може да бъде записана в следната форма:

стр 0 2 + стр 1 2 + стр 2 2 + стр 3 2 = м 0 2 ° С 2

или

стрT 2 – стрх 2 – стрг 2 – стрz 2 = стрT 2 – стрr 2 = м 0 2 ° С 2 .(9)

Условие (9), както е известно от SRT, съответства на закона за запазване на четиримерния вектор енергия-импулс. Ако въведем обозначението стр 2 T = д 2 /° С 2, имаме д 2 /° С 2 – стр 2 = м 0 2 ° С 2 .

Сравнявайки нулевите компоненти (скалари) в изрази (6) и (8), може да се види, че времевият компонент на четириизмерната скорост u T определя енергийната характеристика на движението стр T - енергия. В този случай енергията на „покой“ на материален обект трябва да се тълкува като импулс на „движение“ във времето в допълнение към добре проученото движение в пространството. Поради тази причина и по аналогия със закона за запазване на енергията-импулс (9), условие (7) може да се нарече закон за запазване на състоянието на движениев четириизмерното пространство-време на Минковски.

Нека обърнем внимание на следната ситуация. Зависимостта на отделните компоненти на вектора 4-енергия-импулс от 4-скоростните компоненти определя тяхната триизмерна форма: д = м 0 ° С 2 /(1 – v 2 /° С 2) 1/2 и стр х = м 0 vх/(1 – v 2 /° С 2 ) 1/2 .

Лесно е да се види, че в рамките на четириизмерния формализъм на Минковски, съгласно (6) и (8), нарастването на релативистките стойности на енергията и импулса е свързано с фактора на растеж на 4- компоненти на скоростта и Ненарастване на теглото. Релативисткият фактор в изразите за енергия и импулс се дължи на факта, че в пространство-времето на Минковски използваме инвариантно собствено време вместо неинвариантно координатно време. В допълнение, релативистичният фактор „се отнася до свойствата на 4-пространството-време, а не до вътрешно състояниечастици." В общия случай релативистките концепции в SRT са следствие от прехода от класическите концепции за координатна система и часовник към единна четириизмерна концепция за събитие.

Изглежда, че тази ситуация е тривиална и методологически последователният анализ недвусмислено решава въпросите за възникването на релативистични ефекти именно от гледна точка на прякото участие на пространствените компоненти на 4-вектора в тях. Въпреки това, понастоящем въпросите за тълкуването на релативистичните ефекти чрез други понятия, като например „релативистична маса“, остават актуални и продължават да се обсъждат. В контекста гореизложенотопонятието „релативистична маса“ във формализма на SRT е неправилно.

Връщайки се към анализа на свойството изотахия, нека споменем още един свързан проблем. Тя е свързана с импулса на частица, движеща се с универсалната скорост на изотахията - скоростта на светлината. Наличието в класическата механика на връзката между маса и скорост в концепцията за импулса ( стр = мв) уникално поставя същите проблеми, които се отнасят за описанието на изотахичната скорост. Проблемът се формулира по следния начин: ако има една изотахична скорост - скоростта на светлината, тогава за всеки материален обект трябва да има и една стойност на импулса - стр аз = м интегрална схема , докато в действителност наблюдаваме почти непрекъснат спектър от стойности на импулса. „Необичайна връзка между импулс и скорост“, пише A.N. Вялцев, - ... все още не е напълно разбран от съвременната наука и дори не се обсъжда по някакъв забележим начин, но междувременно има основание да се смята, че засяга най-дълбоките корени на съвременния научен светоглед ".

Решението на този въпрос се съдържа в анализа на израза за четиримерния импулс (7). Абсолютната стойност на 4-импулса на всеки реален обект е инвариант м 0 ° Си не се променя. Реалните промени се случват вътре и между относителните компоненти на 4-вектора енергия-импулс - енергия и 3D импулс.

Надяваме се, че някои от свойствата на дискретно-непрекъснатото пространство-време, разгледани по-горе в нашия модел, включват всичко ново, което всеки модел с дискретни елементи на пространство-времето задължително изисква, като същевременно претендира, че е адекватно описание на реалността. Като потвърждение на правилността на посоката, която сме избрали за изграждане на модел на дискретно-непрекъснато пространство-време, разглеждаме решенията на две апории на движението на Зенон - "Ахил" и "дихотомия".

Апориите на ахиловото движение и „дихотомията“

Една от апориите на движението, която позволява на Анаксагоранепрекъснатост като безкрайна делимост на протяжността, е апорията „Ахил”. Същността му е следната. Ахил, който има bПо-голяма скорост, се стреми да настигне бавно движеща се костенурка, която в момента на старта е на известно разстояние от нея. Когато Ахил достигне началната точка на костенурката, последната през същото времеще се премести още малко. След като измине това кратко разстояние, Ахил ще открие, че костенурката през същото времеще се отдалечи от него на още по-малко, но крайно разстояние и т.н. Ако приемем безкрайната делимост на разширението и продължителността, тогава теоретично тази процедура ще продължи за потенциално безкраен брой стъпки. В модела на пространството на континуума, когато изминатите сегменти от пътя се експлицират с дискретни елементи, Ахил няма да настигне костенурката.

Дългото отсъствие на задоволително решение на апорията ни позволява да направим недвусмислен извод, че причината за толкова сериозни трудности се крие в несъвместимостта на реалния, фиксиран факт на изпреварването и теоретичния модел на движение, използван за обяснението му в непрекъснато пространство и време.Демонстрация на тази позиция може да бъде наличието на апорията на движението „дихотомия“, според която Ахил изобщо не може да се движи.

Наистина, за да стигне Ахил до началната точка на костенурката, той трябва първо да измине половината от този път. Но преди да премине през първата половина, той трябва да измине една четвърт от пътя и т.н. Екстраполирайки елементите на пътя, изминат до началото на старта, стигаме до извода, че са необходими безкраен брой стъпки, за да се реализира началото на движение. Така възниква ситуация, когато Ахил изобщо не може да се движи, т.е. според заключението, направено от Зенон, движението изобщо е невъзможно.

Нека разгледаме тези две апории в рамките на модела на дискретно-непрекъснатото пространство-време, който се основава на четиримерния формализъм на Минковски и съществуването на минимален фундаментален 4-елемент л 3pl´ T мн , Където л мне минималният елемент на дължината на Планк; T мне елементът на минималната продължителност на Планк. Според условията на проблема е достатъчно да се разгледа роднинадвижение в рамките на триизмерния формализъм, включващ, както ще бъде показано по-долу, елементите на понятието „събитие“, което включва идеята за правилното време на движещ се обект.

Движението се разглежда в референтната система, спрямо която със скоростта v торкостенурката се движи в същата посока със скорост v ААхил я настига и v А > v тор. Пътят, по който вървят, може да бъде написан като

хА = vАTА ,

хтор = vторTтор. (10)

Координатни времена, измерени от наблюдателя T АИ T торса свързани със собствените инвариантни времена на Ахил T¢ Аи костенурки T¢torпо следния начин:

TА = T¢ A /(1 – v A 2 / ° С 2 ) 1/2 ,

Tтор = T ¢ тор/(1 – vтор 2 / ° С 2 ) 1/2 . (11)

Тогава пътищата, изминати от Ахил и костенурката, могат да бъдат представени като

хА = vАT¢ A /(1 – vА 2 / ° С 2 ) 1/2 ,

хтор = v тор T ¢ тор/(1 – vтор 2 / ° С 2 ) 1/2 . (12)

В процеса на движение, както от гледна точка на наблюдателя, така и от гледна точка на състезателите, времевите интервали и съответните пътища за преминаване непрекъснато намаляват. Тъй като изминатият път е функция на скоростта, числената му стойност може да бъде всяка безкрайно малка стойност, включително нула. Пространственият елемент на дискретност в този случай не се появява. Нулевата стойност на изминатия път е доста тривиална и съответства на състояние на относителен покой,
v А (v тор) = 0. В този случай дискретността се проявява чрез временно компонент на пространствено-времевия колектор. Това свързанна първо място с условието, че минималната стойност, съответстваща на фундамент планковскиелемент на времето, постижимо самоза правилното време в референтна рамка в покой. От условие (11) се вижда, че ако стойността на собственото време напр T¢ Аили T¢ тор, има тенденция да минимален фундаменталенстойност, тогава за всяка друга инерционна отправна система, спрямо която тази рамка се движи с ненулева скорост, измерената стойност винаги ще има повечеминимум.

В рамките на разработения пространствено-времеви модел е възможно да се постигне минимален квант на времето само в системата на неподвижен наблюдател и в режим на разделяне на всяко реално временнопроцес и дори тогава, очевидно, само асимптотично. Това се дължи на факта, че минималният времеви квант не принадлежи към класа истински като временноÛ хинтервали. Една от отличителните черти на последния е неинвариантностпо отношение на трансформациите на Лоренц. Свойството за инвариантност на минимума на Планк временноинтервал характеризира качествено различна продължителност и се свързва със съществуването на нов вид материя, чието проявление е. Следователно решението на апорията „Ахил” е възможно чрез разглеждане на намаляващи интервали на собственото време при преминаване на все по-малки разстояния.

По време на движението на Ахил и костенурката интервалите от време за преминаване на следващия участък от пътя се считат за еднакви за външен наблюдател. Въпреки това, когато правите еднакво нарастващ брой стъпки, разделяневключително правилното време на състезателите, наблюдателят ще фиксира асиметрично
снимка. В процеса на приближаване на намаляващите интервали на собственото време до минималната стойност T мнвъншен наблюдател ще види, че интервалите на координатното време на преминаване на следващия участък от пътя от непроменливскоростите са склонни към различенстойности:

T А® T А мин = T мн/(1 – v А 2 /° С 2 ) 1/2 ,

T тор® T тор мин = T мн/(1 – v тор 2 /° С 2 ) 1/2 . (13)

По този начин можем да констатираме появата на ново качество във времевите характеристики на движещи се обекти по отношение на външен инерционен наблюдател. За Ахил имайки bПовече ▼скорост, както и за костенурка с по-ниска скорост, времевите интервали за преминаване на всеки следващ сегмент от пътя ще клонят към някои постоянни минимални времеви стойности, съответстващи на техните скорости (13). Освен това минимумът временноинтервал на по-бързо движещ се обект Винагище бъде по-голям от минималния интервал на обект, който се движи по-бавно.

Такова поведение временно Û хинтервали води до ситуация, при която външен наблюдател ще фиксира тенденцията на пространствените интервали, преминавани от обекти към постояненминимални стойности:

х А мин = v А T А мин = v А T мн/(1 – v А 2 /° С 2 ) 1/2 ,

х тор мин = v тор T тор мин = v тор T мн/(1 – v тор 2 /° С 2 ) 1/2 . (14)

Условието (14) показва, че минималният път, изминат от Ахил винаги повечепътя, по който върви костенурката. Така в процеса на делба временноинтервал, външният наблюдател ще коригира ситуацията, когато на следващата стъпка Ахил няма да може да стигне до точката, където костенурката е била преди него. Определено ще го пропусне. Това ще бъде фундаменталната точка, показваща, че повече бързо тяловинаги ще изпревари по-бавния. Наличието на минимален квант време не само прави факта на изпреварването реален, но самият процес на изпреварване е постоянно състояние за Ахил през цялото време на движение.

Подобно решение получава формулираната по-горе апория на движението „дихотомия”. Помислете за това на примера на движението на Ахил. Приближение до началото на движението в процеса на разделяне на времето, необходимо за преминаване на все по-малък път в съответствие с условието(14) води до концепцията минимално проходим път. движейки се със скорост v ААхил по принцип не може да измине разстояние, по-малко от х А мин = v А T А мин. Движещ се обект не може да спре да се движи! Появата на този ефект е свързана с появата на минималната координата временноинтервал (13), което от своя страна се дължи на съществуването на минимален времеви квант T мн. Можем да кажем, че движещ се обект има състояние на движение. Това твърдение е в съгласие с разсъжденията на Б. Ръсел, но се подчинява на техните положителноопределена интерпретация. В оригинала изглежда така: „... Несъгласие с съществуването на безкрайното малък… трябва напълно да отхвърлим идеята държавидвижение. Движението намалява Простода заемат различни места по различно време … Зняма движения от място на място, няма последователни моменти и последователни позиции…” . Очевидно има реална възможност движението да се разглежда не толкова като резултат, а като процес.

В рамките на предложения подход за разрешаване на апории остава неразгледан въпросът за участието на минималния пространствен квант в този процес на движение. Съгласно условие (14), ако скоростта на Ахил клони към скоростта на светлината, v А® ° С , тогава стойността на минималния проходим път клони към безкрайност. Решението за действителния минимален проходим път се намира с помощта на концепцията за максималната скорост на частиците, числената стойност на която беше представена по-рано (виж формула (1)).

За Ахил, замествайки във формула (14) максималната стойност на скоростта v А макс = ° С (1 – л мн 2 /л А 2 ) 1/2 , с който може да се движи ахилесова частица със собствен характерен размер л А, получаваме условие за минималния път, изминат от реален обект:

х А мин = л А (1 – л мн 2 / л А 2 ) 1/2 .(15)

Тук сме използвали връзката между минималните кванти, споменати в началото на статията T мн ° С = л мн.

С размера на обекта л А, много бо Û Повече ▼минимална дължина л мн, това условие може да бъде пренаписано като 0< х А мин < л А.

Трябва специално да се отбележи, че концепцията за максималната стойност на скоростта v максбеше получено и анализирано от нас по-рано само за елементарни обекти на микрокосмоса, чийто размер е представен от стойностите на Compton.

Преди да направим заключения, нека се върнем малко назад и да разгледаме въпроса за намирането на числената стойност числа"стъпка", на която Ахил ще настигне костенурката (на следващата "стъпка" ще я изпревари).

Един от възможните варианти е свързан с изследване на относителното им движение. В референтната система на Ахил костенурката се приближава към него със скорост v отн = |v тор – v А | . Минималното разстояние, изминато от него, може да бъде написано като х= v отн T~ v отн T мн/(1 – v отн 2 /° С 2 ) 1/2 . Тогава ако х 0 е първоначалното разстояние между състезателите, тогава максимумброят на „стъпките“, преди да се свържат, ще бъде н = х 0 /х . Подобни разсъждения и със същия резултат могат да бъдат проведени от гледна точка на референтната рамка, свързана с костенурката.

Както показва анализът на ситуацията, за да се получи по-точна числена стойност на числото на „стъпката“, ще е необходимо да се създаде нов математически формализъм. Свързан Тована първо място, със съществуването на минимален ненулев елемент от времето, асимптотичното приближение до което причинява ефектите, описани по-горе. Тук сме изправени пред ситуация, която изисква създаването на формализъм, който отчита, от една страна, съществуването на минимум отделенелемент, а от друга непрекъснато“движение” на елементите на множеството до този минимален елемент. Както Р.А. Аронов, необходимостта от изграждането на точно такъв формализъм се дължи на факта, че „всички опити за създаване на дискретен математически апарат, който да бъде свободен от всякакви признаци на приемственост и Vсъщото време би могло да отрази цялото богатство на съответния пространствено-времеви регион на природата, очевидно обречен на провал. Бъдещият математически апарат е представен от единството на непрекъснатост и дискретност”.

Работата на V.L. Рвачев. Той показа, че „използвайки теоремата за добавяне на скоростта в специалната теория на относителността, човек може да изостави аксиомата на Архимед за неограничеността на числовата ос и да конструира такива аритметични операции, елементарни функции, оператори за диференциране и интегриране и т.н., които съответстват на предположението за съществуването на най-голямото число с, т.е. число, по-голямо от което няма числа.По-специално, операцията на добавяне има форма, подобна на добавянето на скорости в SRT:

xy = (х + г )/(1 + а 2 xy ),(16)

Къдетоа = 1/с , с е максималният брой модели. От наша гледна точка използването на релативистичния модел на сметката е по-адекватно на реалността, отколкото използването на класическия модел на естествените редове. Целият проблем се основава на търсенето на гранични стойности за изследваното физическо количество. В тази връзка, за физическия аспект на анализа на проблема може да бъде полезно въведенинас по-рано ћcG-принцип, според този принцип всичко физични величиниимат своите планковскистойности, които в съвременните физически теории играят по-специално ограничаваща роля или в по-широк смисъл ролята на техните възлови точки.

Правилността на избрания път може да бъде потвърдена от редица работи, в които изследването на свойствата на елементарната дължина е адекватно заменено, поради еквивалентността на описанието, от изследването на свойствата на импулсното пространство, където минималната дължина съответства на максималната стойност на импулса, който е радиусът на кривината на импулсното пространство. В рамките на модела на импулсното пространство се получава законът за събиране на колинеарни моменти, чиято форма съответства на формула (16). Обратно заместване в (16) на стойностите на импулса чрез техните еквивалентни пространствени представяния ( стр аз ~ 1/л аз) води до зависимост на формата

л 1 л 2 = (л 0 2 + л 1 л 2 )/(л 1 + л 2 ),(17)

Където л 0 съответства на минималната дължина.

В този случай можем да използваме математическия формализъм, получен от нас по-рано, когато конструираме модел на „свръхсветлинни“ движения, където скоростта на светлината, оставайки инвариант, играе ролята на минималната недостижима скорост. В рамките на новия неархимедовформализъм с минимален брой, по-специално беше предложено следното аритметично действие на добавяне (изваждане):

х г = (° С 2 + xy )/(х + г ),(18)

което е в пълно съответствие с израза (17) и показва възможността за използване на предложения от нас формализъм за решаване на проблеми, свързани с въвеждането в теорията на минималното космическо време Û хелементи. Същата работа представя аритметичните операции деление и умножение, резултатът от които не води до стойности по-малки от минимум.

***

Понастоящем дискретно-непрекъснатият пространствено-времеви модел е в начален етап на изграждане. Тоест, искаме да подчертаем, че появата и функционирането на нови понятия, като напр Лоренц инвариантпочивката, максималната скорост за материален обект и минималният път, изминат от обекта, изискват по-нататъшния им анализ и интерпретация, формирането на онтологични образи на състоянията, обозначени с тези понятия. Нещо повече, появата на понятието „състояние на движение” отразява, от наша гледна точка, определен етап в разбирането на феномена на движението, тъй като „само чрез опознаването на състоянията, ние познаваме самото движение, промяна, развитие, материал ти и тяформи".

В заключение отбелязваме, че вътрешната способност на модела, показан по-горе, да притежава свойствата изотахия, кекинемии обновяването, както и предложеният подход за обяснение на редица апории от движението на Зенон ни позволяват да се надяваме на правилността на пътя, който сме избрали.

Бележки

1. Аронов Р.А.Непрекъснатост и дискретност на пространството и времето // Пространство, време, движение. – М.: Наука, 1971. – С.94.

2. Вижте: Корухов В.В.За природата на фундаменталните константи // Методически основиразработване и прилагане на цялостна програма за развитие на региона. - Новосибирск: Наука, 1988. - С.59–79. Вижте също: Шарипов О.В.Концепцията за фундаментална дължина и методологични проблеми на съвременната физика. - Новосибирск: НИИ МИОО НГУ, 1998.

3. Вижте: Корухов В.В.

4. Пак там.

5. Вижте: Корухов В.В.Относителност, инвариантност, етер // хуманитарен. наука в Сибир. - 2001. - № 1. - С.13-16.

6. Пак там.

7. Айнщайн А.събр. научен. върши работа. - М., 1965. - Т. 1. - С. 416.

8. Условието за липса на динамично съпротивление на средата, анализирано от нас в работата „Релативистки етер“ ( Корухов В.В.// Философия на науката. - 2000. - № 2 (8). – P.72–75) и свързване на енергийната плътност на средата и нейното вътрешно налягане ( стр = –д) не се разглежда тук.

9. Вижте: Вялцев А.Н.Дискретно пространство-време. – М.: Наука, 1965.

10. Пак там. - С.37.

11. Пак там. - С.47.

12. При формулирането на апорията запазихме нотацията фундаменталенпостоянно същото като Вялцева. В тази работаr = л мнИT = T мнсъответно.

13. Вялцев А.Н.Дискретно пространство-време. - С.16.

14. Пак там. - С.18.

15. Пак там. - С.26.

16. См.: Бек Г.Умри zeitliche Quantelung дер Bewegung // ZPh. - 1929. - Бд. 53.-С.675-682.

17. См.: Шрьодингер Е. Uberумирам kraftefreie Bewegungв дер релативистичен Квантен механик// SPAW. - 1930. - Бд. 24. - S.418-428; Маргенау з. Природата на физическата реалност.– Ню Йорк, 1950 г. – Р.158; Кузнецов б. Ж. ПринципотносителностVантичен, класическиИквантовофизика. – М., 1959. – СЪС.220.

18. Кузнецов Б.Г.Скечове за Айнщайн. – М.: Наука, 1965.

19 Вижте: Корухов В.В.Относителност, инвариантност, етер.

20. См.: Амбарзумян v., ИваненкоД. Зур Frage нач Vermeidung дер unendlichen Selbstruckwirkungдез Електрони // ZPh. - 1930. - Бд. 64.-С.563-567.

21. Ахундов М.Д.Пространство и време във физическото познание. – М.: Мисъл, 1982.

22. Айнщайн А.събр. научен. върши работа. - М., 1965. - Т. 2. - С. 25.

23. Угаров В.А.Специална теория на относителността. – М.: Наука, 1977.

24. Пак там. – С.338–342.

25 Вижте: Окун Л.Б.Концепцията за маса (маса, енергия, относителност) // UFN. - 1989. - Т. 158, проблем. 3. - S.511-530.

26. Вялцев А.Н.Дискретно пространство-време. - С.35.

27. Вижте например: Панченко А.И.Континуум и физика. – М.: Наука, 1975.

28. цит. от: Панченко А . И . КонтинуумИфизика. – СЪС.56. См. Също: Ръсел б. Принципите на математиката.– Л., 1950. – Р.473.

29 Вижте: Корухов В.В.За природата на фундаменталните константи.

30. Аронов Р.А.Непрекъснатост и дискретност на пространството и времето. - С.103.

31. Рвачев В.Л. Неарархимедоваритметика и други конструктивни свойства на математиката, основани на идеите на специалната теория на относителността // Докл.СССР. - 1991. - Т. 316, № 4. - С. 884.

32 Вижте: Корухов В.В.За природата на фундаменталните константи. - С.74.

33 Вижте: Голфанд Ю.А.За въвеждането на „елементарна дължина“ в релативистката теория на елементарните частици // ZhETF. - 1959. - Т. 37, проблем. 2(8); Кадишевски В.Г.Относно теорията на квантуваното пространство-време // ZhETF. - 1961. - Т. 41, проблем. 6(12).

34 Вижте: Корухов В.В.Нов модел на аритметика с минимален брой и тахионтеория на относителността // Физиката в края на века: теория и методология. – Новосибирск, 1994 (Препринт Ин-тафилософия и право на SB RAS). - С.42.

35. Симанов А.Л. Понятието "държава" като философска категория. - Новосибирск: Наука, 1982. - С.61.

Институт по философия и право

SB RAS, Новосибирск

Корухов , В.В. Моделът на дискретно-непрекъснатото пространство-време и парадокси на движение „Ахил” и „Дихотомия”.

В рамките на модела на дискретно-непрекъснатото пространство-време се разглеждат проблемите на движението в контекста на обосноваването на кекинема, ремонт и изотахияхарактеристики, както и парадокси на движение „Ахил” и „Дихотомия”. Авторът показва, че този модел на пространство-време разкрива природата на движението и по този начин елиминира тези парадокси.

ПРИЕМСТВЕНОСТ И ПРЕКЪСВАНЕ - Философия. категории, характеризиращи както структурата на материята, така и процеса на нейното развитие. Прекъснатостта означава "зърнистост", дискретност на пространствено-времевата структура и състояние на материята, нейните съставни елементи, видове и форми на съществуване, процеса на движение, развитие. Основава се на делимост и определеност. степени на вътрешен диференциация на материята в нейното развитие, както и относително самостоятелна. наличието на съставните му устойчиви елементи, качествено обусловени. структури, например. елементарни частици, ядра, атоми, молекули, кристали, организми, планети, социални и икономически. образувания и др. Непрекъснатостта, напротив, изразява единството, взаимосвързаността и взаимозависимостта на елементите, които съставляват определена система. Приемствеността се основава на връзки. устойчивост и неделимост на обекта като качествено определено цяло. Това е единството на частите на цялото, което осигурява възможността за самия факт на съществуване и развитие на обекта като цяло. Така структурата на к.-л. предмет, процесът се разкрива като единство на Н. и стр. Например съвр. Физиката е показала, че светлината има едновременно вълнови (непрекъснати) и корпускулярни (прекъснати) свойства. Прекъснатостта осигурява възможността за сложна, вътрешно диференцирана, разнородна структура на нещата, явленията; „Зърнистостта“, отделянето на обект е необходимо условие, за да може елемент от тази структура да изпълни определена. функция в рамките на цялото. В същото време прекъсването дава възможност за допълване, както и замяна и обмен на otd. елементи на системата. Единството на Н. и П. също характеризира процеса на развитие на явленията. Приемствеността в развитието на системата изразява нейната връзка. стабилност, оставайки в рамките на тази мярка. Прекъсването изразява прехода на системата към ново качество. Едностранният акцент само върху прекъсването на развитието означава утвърждаване на пълно прекъсване на моментите и следователно загуба на връзка. Признаването само на приемственост в развитието води до отричане на к.-л. качества. измествания и по същество до изчезване на самата концепция за развитие. За метафизичното начин на мислене се характеризира с изолацията на Н. и П. Dialectich. материализмът подчертава не само противопоставянето, но и връзката, единството на науката и природата, което се потвърждава от цялата история на науката и обществата. практики.

ПРОДЪЛЖИТЕЛНОСТ И ПРЕКЪСВАНЕ – категории, които характеризират битието и мисленето; прекъсване ( дискретностб) описва определена структура на обекта, неговата „зърнистост“, неговата вътрешна „сложност“; приемственостизразява интегралния характер на обекта, връзката и хомогенността на неговите части (елементи) и състояния. Поради това категориите непрекъснатост и прекъсване се допълват за всяко изчерпателно описание на даден обект. Категориите приемственост и прекъснатост също играят важна роля в описанието на развитието, където те преминават съответно в скок и приемственост.

Поради своята философска фундаменталност категориите приемственост и прекъснатост се обсъждат подробно още в гръцката античност. Фактът на движението свързва проблемите на непрекъснатостта и прекъсването на пространството, времето и самото движение. През 5в. пр.н.е. Зенон от Елея формулира основните апории, свързани както с дискретни, така и с непрекъснати модели на движение. Зенон показа, че континуумът не може да се състои от безкрайно малки неделими (от точки), т.к тогава величината ще бъде съставена от неколичества, от „нули“, което е неразбираемо, нито от крайни, имащи величина на неделими, т.к. в този случай, тъй като трябва да има безкраен брой неделими (има точка между всеки две точки), този безкраен набор от крайни количества би дал безкрайно количество. Проблемът за структурата на континуума е онзи проблемен възел, в който категориите непрекъснатост и прекъсване са неразривно свързани. Освен това, това или онова разбиране за континуума в древността обикновено се тълкува онтологично и корелира с космологията.

Древните атомисти (Демокрит, Левкип, Лукреций и други) се стремят да мислят за цялата сфера на съществуване като за вид смес от отделни елементи (атоми). Но доста бързо има разделяне на гледните точки на физическите атомисти, които смятат атомите за неделими крайни елементи, и математическите атомисти, за които неделимите нямат стойност (точка). Последният подход се използва успешно, по-специално, от Архимед за намиране на площите и кубатурата на тела, ограничени от извити и неравнинни повърхности. Абстрактните математически и физикалистки подходи все още не са много ясно разделени в древната мисъл. И така, въпросът за природата на триъгълника, от който се формират полиедрите на елементите в Тимей на Платон, остава спорен (проблемът е, че тук триизмерните елементи се образуват от равнини, т.е. вероятно има математически атомизъм). За Аристотел непрекъснатото не може да се състои от неделими части. Аристотел прави разлика между следващите по ред, съседни и непрекъснати. Всеки следващ в този ред се оказва спецификация на предходния. Има следното в ред, но не съседни, напр. поредица от естествени числа; докосване, но не непрекъснато, напр. въздух над водната повърхност. За непрекъснатост е необходимо границите на съседните да съвпадат. За Аристотел „всичко, което е непрекъснато, се дели на части, които винаги са делими“ (Физика VI, 231b 15–17).

| Повече ▼ по-остър въпросприродата на континуума се обсъжда в средновековната схоластика. Разглеждайки го в онтологичен план, привържениците и противниците на континуалната космология приписват друга възможност за интерпретация на сферата на субективното, единствено мислимо (или чувствено). И така, Хайнрих от Гент твърди, че всъщност има само континуум и всичко дискретно, и преди всичко число, се получава чрез „отрицание“, чрез чертане на граници в континуума. Николай от Отрекур, напротив, вярваше, че въпреки че чувствено дадения континуум е делим до безкрайност, в действителност континуумът се състои от безкраен брой неделими части. Дискусиите на средновековните номиналисти (В. Окам, Григорий от Римини, Дж. Буридан и др.) служат за укрепване на аристотелевския подход към континуума. „Реалистите“ разбират точката като онтологична реалност, лежаща в основата на всичко, което съществува (Робърт Гросетест).

Традицията на физическия атомизъм - "линията на Демокрит" - се заражда през 16 век. Дж. Бруно. Атомистиката на Галилей през 17 век. е ясно математически по природа („линията на Архимед“). Телата на Галилей се състоят от безкрайно малки атоми и безкрайно малки празнини между тях, линиите са изградени от точки, повърхностите от линии и т.н. Във философията на зрелия Лайбниц е дадено оригинално тълкуване на връзката между непрекъснатост и прекъсване. Лайбниц разделя непрекъснатостта и прекъсването на различни онтологични сфери. Реалното битие е дискретно и се състои от неделими метафизични субстанции – монади. Светът на монадите не е даден на пряко сетивно възприятие и се разкрива само чрез отражение. Непрекъснатостта е основна характеристика само на феноменалния образ на Вселената, т.к присъства в представянето на монадата. Всъщност частите - "единици на битието", монадите - предхождат цялото. В представите, дадени в модуса на пространството и времето, цялото предхожда частите, на които това цяло може да бъде безкрайно разделено. Светът на непрекъснатото не е светът на действителното битие, а светът на само възможните отношения. Пространството, времето и движението са непрекъснати. Освен това принципът на непрекъснатост е един от основните принципи на съществуването. Лайбниц формулира принципа на приемствеността по следния начин: „Когато случаите (или данните) непрекъснато се приближават един към друг, така че накрая един преминава в друг, тогава е необходимо същото нещо да се случи в съответните следствия или заключения (или в желаните )” (Лайбниц Г. В. Съчинения в 4 тома, т. 1. М., 1982, стр. 203–204). Лайбниц показва приложението на този принцип в математиката, физиката, теоретичната биология, психологията. Лайбниц оприличава проблема за структурата на континуума с проблема за свободната воля („два лабиринта”). Когато обсъждаме и двете, мисленето среща безкрайността: процеса на намиране обща мярказа несъизмерими сегменти (според алгоритъма на Евклид) и до безкрайност, веригата на определяне се простира само привидно до произволни (но всъщност подчиняващи се на съвършената божествена воля) истини на фактите. Онтологизацията на Лайбниц на границата между непрекъснатост и прекъсване не е била предопределена да стане доминираща гледна точка. Вече X. Wolf и неговите ученици отново започват дискусии за изграждането на континуум от точки. Въпреки че Кант напълно подкрепя тезата на Лайбниц за феноменалността на пространството и времето, въпреки това изгражда една непрекъсната динамична теория за материята. Последният оказва значително влияние върху Шелинг и Хегел, които също го излагат срещу атомистичните идеи.

В руската философия на рубежа на 19-20 век. има противопоставяне на "култа към приемствеността", свързан с името на математика и философа Н. В. Бугаев. Бугаев разработи система за мироглед, основана на принципа на прекъсването като основен принцип на Вселената (аритмология). В математиката този принцип съответства на теорията за прекъснатите функции, във философията - специален тип монадология, разработена от Бугаев. Аритмологичният мироглед отрича света като континуум, който зависи само от себе си и е разбираем от гледна точка на континуитет и детерминизъм. В света има свобода, откровение, творчество, прекъсвания - точно тези "празнини", които принципът на Лайбниц за непрекъснатост отхвърля. В социологията аритмологията, за разлика от „аналитичния мироглед“, който вижда само еволюция във всичко, подчертава катастрофалните аспекти на историческия процес: революции, катаклизми в личния и Публичен живот. Следвайки Бугаев, такива възгледи са разработени от П. А. Флоренски.

В зависимост от това дали свойствата на приемника на информация се променят под въздействието на източника непрекъснато (плавно) или дискретно (скокообразно), възприеманият от него сигнал има непрекъсната или дискретна форма. Един непрекъснат сигнал може да приеме безкраен брой стойности, докато броят на дискретните стойности на сигнала е ограничен.

По-голямата част от процесите в природата протичат от наша гледна точка непрекъснато (промени в напрежението, температурата, налягането, скоростта ...). Непрекъснато променящите се стойности се наричат ​​аналогови стойности, а съответните сигнали се наричат аналогов. Тези. аналогов сигнал означава сигнал, който е непрекъснат по стойност.

всичко реални модели на процесив нашите разсъждения за тях те са дискретни. Поставяме цифрова скала на термометър, цифри на циферблат на часовник и т.н. Ето защо дискретни сигналисъщо наричан дигиталенсигнали. Всички сигнални (символни) системи, създадени от човечеството за обмен на информация, също са дискретни, т.е. някой от тях използва крайно число възможни стойности.

Придобивам от непрекъснатосигнал, неговото дискретно представяне, е необходимо да се измерва стойността на сигнала на редовни интервали и да се съпостави полученият резултат от измерването с една от възможните стойности, които съставляват дискретния набор.

Ориз. 6. Представяне на непрекъснати и дискретни сигнали.

знание

Използване на информация за ориентация в пространството, времето и ситуациятазапочна от момента на еволюцията на материята, когато се появи жива клетка, когато това стана възможно селективен отговор на външни влияния.

Да се ​​осигури неговата жизнена активност и цялост в условия непрекъснато се променя външна среда живите организми трябваше да решат проблема адекватно отразяване на текущото състояниесреда и задача съхранение на предишен опитвлиянията на околната среда и техните собствени отговори на тези влияния, за да изберат ситуация на адекватна реакция.

Еволюцията на живите организми, основана на целенасоченото използване на информация, доведе до отделянето на паметта в отделна вътрешна система, която индиректно възприема информацията с помощта на специални приемници - сетивни органи, чрез специални насочени комуникационни канали, които формират нервната система .

Въз основа на анализа на връзката между възприетите и вече съхранени в паметта сигнали в процеса на мислене стана възможно да се ориентирате в текущата ситуация и да вземете разумно, а не случайно решение относно избора на подходяща реакция, прогнозиране по-нататъчно развитиеситуации, за разделяне на причината и следствието, за подчертаване на първоизточника на образа в образа на текущия му носител.

Тя е към използването на натрупаната информация за задачи за ориентиране в различни ситуацииусловията включват: знания, вероятност, несигурност, мишена.

С появата на човека и комуникацията в човешкото общество, за да съхраним и пренесем натрупаните знания и информация, езикови знакови системи, специализиран носители на информация(външна памет), канали за връзка, Компютърно инженерство, обобщени бази данниИ знание.

Знанието е съзнателни сигнали, съхранени в паметта. Тези. сигнали, получили значения (смисли), които предизвикват определена реакция.

Нивото на конкретно познание (нивото на рефлексите) е отражение на сигнал в поведението (реакция), нивото на абстрактно познание е отражение на сигнал в обобщена концепция, синтезирана въз основа на общи черти.

Знанието ви позволява да вземате решения, конкретните знания се тестват от практиката, познанията на абстрактното ниво се удостоверяват от логиката. Появата на теоретични, а не само практически знания направи еволюционно развитиемного по-малко драматично. Абстрактните знания се характеризират със структурираност и свързаност, те се отразяват в човешкия ум под формата на представи, понятия, съждения и теории.

Ориз. 7. Представяне на тезауруса като семантична мрежа.

Думата „тезаурус“ се използва като синоним на система от знания в компютърните науки. Тезаурусът (на гръцки съкровищница) е колекция от информация, с която разполага потребител или система.

Тезаурусът може да се разглежда като набор от семантични елементи и семантични връзки между тях. Графично може да се покаже като семантична мрежа. Усвояването на нови знания внася промени в структурата на тезауруса.

Подчертаването е доста проста концепция, но си струва да обсъдим двата му основни варианта. Тъй като извличането обикновено означава избор на обекти, тези вариации произтичат от две широки категории данни, които трябва да бъдат извлечени.

В някои случаи данните се представят като отделни визуални обекти, всеки от които може да се манипулира независимо от останалите. Иконите на работния плот и векторните обекти в графичните приложения са точно такива данни.Тези обекти обикновено се избират независимо от това как се отнасят един към друг в пространството. Те представляват дискретни данни, а изборът им също е дискретно. Дискретните данни не са непременно хомогенни и дискретното извличане не е необходимо да бъде непрекъснато.

От друга страна, някои приложения представят своите данни като матрица, състояща се от Голям бройсъседни части от данни. Текстът в текстовия редактор или клетките на електронната таблица са съставени от стотици или хиляди подобни малки обекти, които образуват едно цяло. Тези обекти често се отличават от съседни групи и ние ги наричаме непрекъснати данни, а съответната селекция е непрекъснато.

Както непрекъснатият, така и дискретният избор поддържат избор с едно щракване и избор с плъзгане и пускане. Еднократното щракване обикновено избира възможно най-малкия отделен елемент, докато щракването с плъзгане избира повече елементи, но има и други съществени разлики.

Непрекъснатите (непрекъснати) елементи от данни, които съставляват текст в текстообработващ документ, имат естествен ред. Нарушаването на реда на буквите унищожава смисъла на документа. Знаците следват един след друг, образувайки смислен континуум и подчертаването на дума или абзац има смисъл в контекста на данните, след което

като случаен, несвързан подбор в общия случай е безсмислен. Въпреки че теоретично е възможно да се позволи дискретна селекция, например избиране на няколко абзаца, разпръснати из целия текст, тяхната визуализация и необходимостта от защита срещу неволни нежелани операции върху тях ще причинят повече проблеми, отколкото ще бъдат полезни.

От друга страна, дискретните данни нямат присъщ ред. И докато отделните обекти могат да бъдат подредени по много различни смислени начини (да речем, файловете могат да бъдат сортирани по датата, на която са били променени), липсата на функция за вътрешно свързване от край до край означава, че потребителите вероятно ще искат да извършат отделен избор (например чрез задържане на клавиша , произволно избиране на файлове от списък). Разбира се, потребителите може също да се нуждаят от непрекъснат избор според един или друг организиращ атрибут (например избиране на стари файлове от края на списък, подреден по време). Полезността и на двата подхода е особено очевидно в приложения за векторна графика (Illustrator или PowerPoint). В някои случаи потребителят трябва да извърши непрекъснат избор на обекти, разположени наблизо, в други трябва да бъде избран само един обект.

Взаимно изключване

Обикновено, когато се направи избор, предишният избор се премахва. Такова поведение се нарича взаимно изключванетъй като една селекция изключва друга. Обикновено потребителят щраква върху обект, той става избран и остава така, докато потребителят не избере нещо друго. Взаимното изключване е правило както за дискретно, така и за непрекъснато разпределение.

Някои приложения ви позволяват да отмените избора на обект, като щракнете върху него отново. Това може да доведе до любопитна ситуация, при която нищо не е избрано и няма точка за вмъкване. От вас зависи да решите дали тази ситуация е приемлива във вашия продукт.

Кумулативен избор

Взаимното изключване често е подходящо при непрекъснати операции за избор, тъй като в противен случай потребителят рискува да не види резултата от действията си, ако изборът се превърти извън екрана. Представете си, че можете да изберете няколко независими параграфа от текст на различни места в голям документ. Тази функция може да бъде полезна, но ще бъде практически неконтролируема: за потребителите ще бъде лесно да изпаднат в ситуация, в която променят данните по невнимание, тъй като не виждат целия набор от данни, включени в операцията.Проблемът е при превъртане , не непрекъснат избор, но повечето програми, които обработват недискретни данни, ви позволяват да превъртате през него.

Но при дискретна селекция можете да откажете взаимно изключване.Потребителят може да избере няколко независими обекта чрез последователно щракване върху тях. Нарича се кумулативно освобождаване. Например, списък позволява на потребителя да избере толкова елементи, колкото е необходимо. За да премахнете селекцията от обекта, кликнете отново върху него След като всички необходими обекти са избрани, върху тях се извършва действие от крайния глагол.

Повечето системи за дискретно разпределение имат mutex, внедрен по подразбиране, а кумулативното разпределение може да се извърши само с помощен ключ. В Windows, за селекция без прекъсване, се използва главно ключът , докато използвани за дискретна селекция. Например, в графичните редактори, като щракнете върху обект и го изберете, можете да добавите друг обект към селекцията. За да направите това, щракнете върху него, докато държите натиснат клавиша .

Интерфейсите, които поддържат непрекъснато разпределение, обикновено не трябва да позволяват кумулативно разпределение (или трябва да предоставят средство за преглед, което прави кумулативното разпределение управляемо), но трябва да позволяват разширяванесъществуваща селекция. За тези цели отново се използват служебни клавиши.В редактора на Word можете да изберете част от текст, ако поставите курсора на началната точка и след това, като задържите клавиша , щракнете върху крайната точка.

В някои списъци, както и в Windows Explorer (и в двата примера данните са дискретни), кумулативният избор изглежда малко странно.За да се извърши "нормален" дискретен избор, се натиска клавиш , но след това за разширенияселекция“. , сякаш не са дискретни, а непрекъснати данни. В повечето случаи този избор е объркващ за потребителя, защото противоречи на общия идиом за дискретно кумулативно разпределение.

Избор на група

Операцията щракване и плъзгане също е основа за групов избор. В случай на непрекъснати данни, това води до разширяване на селекцията от точката, в която потребителят е натиснал бутона на мишката, до точката, в която го е пуснал. Тази операция може също да бъде променена чрез помощни клавиши. Например в редактора на Word, щракване с клавиш подчертава цялото изречение, така че натискането на клавиш плъзгане разширява избора с изречения. Ексклузивните приложения трябва да обогатят взаимодействията с тези селекции, когато е подходящо. Опитните потребители в крайна сметка ще запомнят и ще приложат такива техники, ако са достатъчно лесни за изпълнение.

В случай на набор от отделни обекти, щракването и плъзгането обикновено означава преместване на обекта.Ако обаче щракнете в областта между обектите, а не върху „който и да е конкретен обект“, такова щракване ще има специално значение – то ще създаде рамка за изборпоказано на фиг. 19.5.

Ориз. 19.5.Ако показалецът на мишката не е бил позициониран върху определен обект по време на натискане на бутона на мишката, щракването и плъзгането обикновено създава поле за избор: всички обекти, заснети от това поле, се избират, когато потребителят пусне бутона на мишката.

Този идиом е познат на потребителите на всички графични и много текстови редактори. Примерът на тази фигура е взет от Explorer. Рамката беше опъната от горния ляв ъгъл надясно надолу

Рамката за избор динамично променя размера си; неговият горен ляв ъгъл е в точката, където потребителят е натиснал бутона на мишката, а долният му десен ъгъл е в точката, където потребителят е отпуснал бутона.Когато потребителят пусне бутона на мишката, всички обекти, заснети от рамката, се избират като единична група.

Вмъкване и заместване

Както установихме, селекцията показва върху какви обекти ще работи следващата изпълнявана функция. Ако изпълнението на тази функция води до създаване или вмъкване на нови обекти или данни (чрез клавишни комбинации или командата Paste), тези нови обекти или данни по някакъв начин се добавят към селекцията.При дискретна селекция, когато един или повече обекти са избрани, входящите данни се предават на специални обекти, които ги обработват по подходящ начин. Това може да доведе до заместване, където новите данни заместват избрания обект. В други случаи избраният обект може да приеме входящите данни като вход към определена функция.Например, в PowerPoint, ако е избрана фигура, въвеждането означава създаване на текстова анотация за тази форма.

В същото време, при непрекъсната селекция, входящите данни винаги заместват разпределените данни. Когато въвеждате текст в редактора или полето за въвеждане, текстът, който въвеждате, замества селекцията. Непрекъснатото разделяне има уникална характеристика: то може просто

на място между два елемента от съседни данни, а не на конкретен елемент.Това място се нарича точка на вмъкване.

В текстов редактор карета(обикновено вертикална мигаща линия, показваща къде ще бъде въведен следващият знак) маркира позицията между два знака в текста, но не избира нито един от тях. Като поставите курсора на мишката в различна точка от текста и щракнете, можете преместете каретката в тази точка, но ако плъзнете показалеца на мишката, за да разширите селекцията, каретката изчезва и се заменя с непрекъсната селекция от текст.

Електронните таблици също използват непрекъснат избор, но той е внедрен малко по-различно от текстовите редактори. Изборът е непрекъснат, тъй като клетките на таблицата образуват матрица от данни, но няма понятие за място между две клетки. Едно кликване избира цяла клетка. Понастоящем няма концепция за точка на вмъкване за електронна таблица, но възможностите, които се отварят тук за дизайнера на интерфейса, са много интересни (например, чрез избиране на хоризонтална линия между клетките, потребителят може да започне да въвежда, което би довело до създаване на нов ред и попълване на клетката с една операция).

Комбинация от тези два идиома е напълно възможна. Например, PowerPoint Slide Sorter1 ви позволява да изберете както точката на вмъкване, така и отделен слайд. Щракването върху слайд го избира, а щракването между слайдовете води до мигащ знак за вмъкване между тях.

Ако програмата поддържа точка на вмъкване, обектите трябва да бъдат избрани с щракване и плъзгане. За да изберете дори един знак в текстов редактор, потребителят трябва да плъзне показалеца на мишката върху този знак. В резултат на това потребителят извършва много кликвания и плъзгания по време на нормална работа на програмата. Страничен ефекттова затруднява предаването на идиома за плъзгане и пускане. Това е лесно да се види в примера на редактора на Word, където плъзгането на текст включва първо щракване и плъзгане на показалеца на мишката, за да изберете селекция, преместване на показалеца на мишката вътре в селекцията и след това щракване и плъзгане на селекцията на ново място. подобна операция В Excel първо трябва да намерите специална гореща точка (един "два пиксела широк") на границата на избраната клетка. За да премести отделна селекция, потребителят щраква върху обекта и го плъзга с едно движение. За да облекчат тежестта на плъзгане на селекции, текстовите редактори често предоставят алтернативни начини за директна манипулация, като например двойно щракване, за да изберете цяла дума.

1 Изглед на документ, извикан в PowerPoint от командата Slide Sorter в менюто View.– Забележка. изд.