Теперь Кью работает в режиме чтения

Мы сохранили весь контент, но добавить что-то новое уже нельзя

Почему в природе почти все затухает экспоненциально?

ФизикаНаукаТеория науки
Алексей Шекалов
  · 2,6 K
phd @ princeton astro | haykh.github.io  · 6 нояб 2015

Могу немного дополнить ответ выше. Зачастую, и даже чаще всего, экспонента в физике возникает не как решение диффура, а как руками заданная функция.

Пример из астрофизики: вам нужно описать распространение ударной волны в плазме. Естественно, вам нужно каким-то образом задать функцию, локализованную в пространстве, т.е. имеющую на коротком промежутке большой пик. Для упрощения дальнейших расчетов легче всего взять какую-нибудь "хорошую", интегрируемую функцию в качестве профиля плотности. Вот и берут экспоненту, так как она быстро затухает, имеет характерную длину затухания, хорошо интегрируется и т.д..

С другой стороны у экспоненты есть замечательное свойство: при умножении двух экспонент их показатели складываются. В чатности это оказывается полезным в квантовой теории поля, где используются т.н. T- упорядоченные экспоненты в качестве операторов. В показателях таких экспонент находятся некие интегралы от Гамильтониана системы. Например, если в показателе одной такой экспоненты у вас есть интеграл от t1 до t2, а в показателе другой - от t2 до t3, то в результате перемножения таких экспонент у вас будет экспонента с показателем, где интеграл от t1 до t3 (по правилу сложения интегралов). В частности, так можно задавать оператор эвоюции квантовой системы.

Также экспоненты используют благодаря всойству их производной, а именно (e^ax)' = a e^ax. Таким образом физики, например, из группы строят т.н. алгебры Ли (экспоненциальное отображение), которые очень и очень нужны в современной теории поля.

Незнайка-всезнайка  · 6 нояб 2015
Экспоненциально не только затухает, но и расщиряется. Экспоненциальная функция является решением дифференциального уравнения, описывающая механизм того самого процесса, приводящего к расширению или затуханию. Проще всего процесс можно проиллюстрировать на примере размножения. Если каждая пара особей (для простоты предположим, что они не умирают) родит по два детёныша... Читать далее
Потому что наш мир устроен по принципу: Миг между прошлым и будущим. А экспонента характеризует обратную связь. Для затухающих экспонент - обратная связь отрицательная. Для растущих - обратная связь положительная. В силу своих интегральных свойств, экспонента - это признак "интегратора" или накопителя. По экспоненте остывает нагретое тело. По экспоненте разряжается... Читать далее