Механическая картина мира

План : 1. Естественно-научные взгляды и методология Леонард о да Винчи. 2. Гелиоцент рическая система Мира Николая Коперника. 3. Галелео Галилей и рождение опытного естествознания. 4. Иоган Кеплер и открытие законов небесной механик и. 5. Механика и методология Исаака Ньютона. 6. Успехи и трудности механиче ской картины Мира. Механическ ая картина Мира. 1.Естественно-научные взгляды и методология Леонардо да Винчи. Новая наука , и в частности физика , начинается с Галилея и Ньютона . Но она , как и новая культура , не явилась непосредственным продолж ением науки и культуры средних веков . На рубеже 15 в . старую , средневековую культуру стран Западной и Центральной Ев ропы сменила новую культуру , характерными чер тами которой были гуманизм , восстановление ин тереса к античности , возрождение античных цен ност е й , отрицание схоластики , вера в возможности человека и его разума. Это эпоха Возрождения . В это время необычайно быстро развивается живопись , скул ьптура , архитектура , литература и новое опытно е естествознание . И среди этих титанов эпо хи Возрождения од ним из первых следуе т назвать Леонардо да Винчи , «которому обя заны важнейшими открытиями самые разнообразные отрасли физики». Для Леонардо искусство всегда было наукой . Заниматься искусством значило для н его производить научные выкладки , наблюдения и опыты . Связь живописи с оптикой и физикой , с анатомией и математикой заста вляла Леонардо становится ученым . Особенно вы соко Леонардо ценил математику. Математика Леонардо – это математика постоянной величины , оно , конечно , не могл а овладеть сложными проблемами движения . Простота математического аппарата и сложность задач , за которые он брался в физики и технике , в ряде случаев заставляли его заменять математические выкладки наблюдением и измерением , приводили к изобретению мно гих приборов. Что ка сается воззрений Леонардо да Винчи на пространство и время , то они были такими же , как и у Аристот еля. Очень характерно для механики Леонард о да Винчи стремление вникнуть в сущность колебательного движения . Он приблизился к современной трактовке понят ия резонанса , говоря о росте амплитуды колебаний при совпадении собственной частоты системы с ч астотой из вне . Большое место в трудах Леонардо з анимала гидравлика . Он начал заниматься гидра вликой еще в ученические годы и возвращал ся к ней в течении в сей своей жизни . Леонардо спроектировал и частично осущ ествил постройку ряда каналов . Он почти в плотную приблизился к формулировки закона Паскаля , а в теории сообщающихся сосудов практически предвосхитил идеи 17 в . Леонардо в первые и много занимал с я вопросами полета . Первые исследования , рисунки и чертежи , посвященные летательным аппаратам , относится , примерно , к 1487 г . В е го летательном аппарате применялись металлически е части ; человек располагался горизонтально , п риводя механизм в движение рукам и и ногами. Он построил модель планера и гото вил его испытание . Стремление обезопасить чел овека в процессе этих испытаний привело е го к изобретению парашюта. Во времена Леонардо да Винчи бесп редельно господствовала геоцентрическая система мира Пто лемея . На несостоятельность ее Леонардо указывал неоднократно . Можно считать , что Леонардо независимо от Коперника при близился к пониманию гелиоцентрической системы мира. Леонардо пытливо наблюдал природу , и уже по одной этой причине он не мог не инте ресоваться вопросами геологии , палеонтологии и агрономии . Так родилась его теория окаменелостей . Леонардо не боится отказаться от библейских представлений о ката строфах и наводнениях на Земле . Он утвержд ает , что нахождение окаменелых раковин и р астений в з агадочных местах ничего общего не имеет с библейскими утверждени ями , а вызвано медленным перемещением суши и моря. Трудно перечислись все инженерные про блемы , над которыми работал пытливый ум Ле онардо . Он изобрел много типов станков для прядения , тка нья и других целей . Среди сохранившихся его записей есть описание циркуля с передвижным центром , землечерпалки , приспособление для водолаза , различных типов бурового инструмента . Особенно много изобрет ений сделал Леонардо в области военного и военно-инжен е рного дела. В 1502 – 1503 гг . Леонардо да Винчи п ишет письмо турецкому султану , где предлагает ему несколько своих изобретений и проект ов , в том числе проект моста через бух ту Золотой Рог , который соединил бы Галату со Стамбулом и под котором могли бы проплывать парусные судна. В этот же период Леонардо да В инчи составляет проект моста через Босфор . Это бал бы огромный мост шириной около 24 метра , высотой от вода 41 метр и длино й 350 метров , причем 233 метра шли над морем , остальные 117 метра – на д сушей . Это были исключительно смелые проекты и идеи , получившие свою реализацию значительно позд нее. Многие художники того времени , несмотр я на строгий запрет церкви , изучали анатом ию человека . Леонардо вначале интересовался в опросами анатомии как х удожник . Он изу чал мускулатуру тела при различных положениях рук и ног , но вскоре значительно расш ирил объем анатомических исследований : он ста л интересоваться сердцем , кровеносной системой , легкими ; он впервые дал правильное описание позвоночного столба и приблизился к современному пониманию роли легких в организме . Значение анатомических работ Леонардо для развития медицины бесспорно . Следует заметить , что деятельность организма , его разл ичных органов , разнообразные движения Леонардо да Винчи рассматрива л с точки зрения механики. Можно только удивляться и восхищаться многогранностью интересов и пытливостью ума этого мыслителя. Подводя итоги научной деятельности эт ого гиганта , хотелось бы обратить внимание на его методологические взгляды. «Ис толкователем природы является опыт . Он не обманывает никогда , ошибаются только наши суждения , которые ждут от него то , что он не способен дать . Надо производить опыты , изменяя обстоятельства , пока не извлечем из них общих правил». Высоко ценя роль опы та , роль практики , Леонардо да Винчи не был узки м практицистом , он хорошо сознавал необходимо сть теории : «Увлекающийся практикой без науки – словно кормчий , входящий на корабль без руля или компаса : он никогда не уверен , куда плывет . Всегда практики должн а быть воздвигнута на хорошей т еории . Наука – полководец , а практика – солдаты» . Такова методология познания Леонар да да Винчи , сохранившая свою ценность и по сей день. 2. Гелиоцентрическая система Мира Николая Коперника. Геоцентрическая система Птолемея , несмотря на высказываем ые сомнения в ее правильность и верные догадки о движении Земли , продержалась в науке 14 веков . И только с началом геогра фических открытий , с переходом от феодального средневековья к новому времени назрела н еобходимость за м енить теорию Птолемея новой . В 1506г . К оперник , получив образование (математика , каноничес кое право , медицина , астрономия ) вернулся из Италии на Родину в Польшу и в течен ие 10 лет оформил свои идеи , рожденные в годы учебы и странствий , в виде научной теории – гелиоцентрической системы Ми ра . В этой системе Коперник низвел Землю до роли рядовой планеты , Солнце он по местил в центре системы , а все планеты вместе с Землей двигались вокруг Солнца по круговым орбитам . В течение 16 лет Коп ерник ведет астроном и ческие наблюдени я Солнца , звезд и планет . В 1532г ., наканун е своего шестидесятилетия , он закончил труд всей своей жизни “О вращениях небесных сфер” . В феврале 1543 г ., бессмертное творение Н . Коперника “о вращениях небесных сфер” б ыло напечатано Но сам Коп е рник увидел свою книгу лишь за несколько ча сов до смерти (24 мая 1543 г .). Сочинение “О в ращениях небесных сфер” состоит из 6 книг . В первой книге приводятся все логические и физические аргументы в пользу движения Земли . Вторая книга содержит элементы сфе р ической астрономии и заканчивается каталогом , содержащим координаты 1025 звезд . Трет ья книга содержит теорию движения Солнца , четвертая книга – теорию движения Луны . С амой главной является пятая книга , в котор ой дано полное развитие гелиоцентрической тео р и и планетных движений со всеми математическими доказательствами . В шестой книг е изложено видимое движение планет. Огромное значение созданной Коперником гелиоцентрической системы Мира обнаружилось по сле того , как Кеплер открыл истинные закон ы эллиптичес кого движения планет , а И. Ньютон на их основе – закон всемирного тяготения ; когда Леверье и Адамс на осн овании данных этой системы предсказали сущест вование и теоретически определили местоположение неизвестной планеты (Нептун ), а Галле , напр авив телескоп в указанную ими точк у неба , открыл неизвестную планету . В наст оящее время учение Коперника не утратило своего значение т.к . оно раскрыло истинную картину Мира и совершило революционный перев орот “в развитии системы научного мировоззрен ия”. 3. Галилео Галил ей и рождение опытного естествознания. Галилео Галилей – великий итальянский ученый , один из создателей кл ассической механики , родился 15 февраля 1564г ., в семье небогатого пизанского дворянина . Первое образование Галилей получил в монастыре . Семнадц ати лет он поступает в Пизанск ий университет сначала на медицинский факуль тет , а затем переходит на юридический , где основате 6льно изучает математику и филос офию . В 1589г . Галилей был назначен профессор ом математики в Пизанский университет . В э ти годы Га л илей занимается опрове ржением учений Аристотеля о пропорциональности скорости падения весу тела . Чтобы опровергн уть данное учение он берет два тела , о динаковые по форме и размерам (чугунный и деревянный шары ). Находя соотношения между скоростью падения и в ременем паде ния , между пройденным путем и временем пад ения , Галилей опроверг многовековое заблуждение и доказал постоянство ускорения свободного падения . Но в университете механику и а строномию приходилось излагать в духе Аристот еля и Птолемея . В 1592г он станови тся профессором университета в Падуе , где проработал 18 лет (по 1610г .). К концу падуанског о периода Галилей начинает открыто выступать против системы Птолемея – Аристотеля . Сделав зрительную трубу с увеличением в 32 раза и направив ее на небо, Галилей обнаружил неровности Луны ; Млеч ный Путь оказался состоящим из множества звезд , число которых росло с ростом увелич ения трубы ; у Юпитера были найдены четыре спутника . Все это не соответствовало учен ию Аристотеля о противоположности земного и небесного , а подтверждало систе му Коперника . В 1612г Галилей издает “Рассуждения о телах , пребывающих в воде , и тех , кото рые в ней движутся” , эта работа была н аправлена против механики Аристотеля . Вслед з а ней появляется письмо Галилея о солнечн ых пятнах . Это было тоже опровержение Аристотеля , но оно не могло пройти неза меченным церковью , церковь обвиняет Галилея в том , что он доказывает движение Земли и неподвижность Солнца ; они пытаются добить ся запрещения учения Коперника . В 1615г Галил ей едет в Рим , чтобы защитить с ебя и предотвратить запрещение учения Коперни ка . Но 5 марта 1616г учение Коперника “как ложное и целиком противное Священному Писани ю” было запрещено , Галилей получил от свят ой инквизиции негласный приказ молчать . В 1623г он снова ед е т в Рим , чт обы добиться отмены ограничений в своей н аучной деятельности , но официальной отмены ог раничений ему добиться не удалось . Несмотря на ограничения Галилей готовит к опубликов анию свою основную работу “Диалог о двух главнейших системах мира : Птоле м е евой и Коперниковой” . В феврале 1632г книга вышла в свет , туда вошли все произвед ения Галилея , все то , что было создано им с 1590г по 1625г . Цель ученого – пре дставить не только асторономические , но и механические доводы в пользу истинности учен ия Копер н ика. Вращение Земли , по словам Птолемея , должно было бы рассеять находящиеся на н ей тела ; тела при падении должны были бы двигаться не вертикально , а наклонно , т ак как они будут отставать от движущейся Земли ; птицы и облака должны были бы уноситься на запад . Опровергая эти аргументы Галилей приходит к открытию закона инерции . Открытием этого закона было ликв идировано многовековое заблуждение , выдвинутое Ар истотелем , о необходимости постоянной силы дл я поддержания равномерного движения . Современная форм у лировка этого закона такова : Всякое тело сохраняет состояние покоя ил и равномерного и прямолинейного движения до тех пор , пока воздействие со стороны других тел не выведет его из этого со стояния . Галилей определил механический принцип относительности : ник а кими механическими опытами , проведенными внутри замкнутой инерц иальной системы , невозможно установить : покоится система или движется равномерно и прямолин ейно . Разговоры собеседников о различных ас трономических открытиях (неровностях Луны , пятнах на С олнце , фазах Венеры , спутниках Юпитера ) утверждает мысль о справедливости теории Коперника. Успех “Диалога” был потрясающим , едино мышленники восторженно приветствуют Галилея с открытием новой эры в изучении природы . Противники же в свою очередь пустил и слух , что под маской защитника А ристотеля и Птолемея выведен сам Папа . Нач алась травля Галилея , в сентябре Галилею б ыло передано повеление папской инквизиции яви ться в Рим , но из – за болезни Галилея дают небольшую отсрочку . В феврале 1633г Галилей прибы в ает в Рим , на допросе он отрицал , что разделял Коперниково учение после того , как инквизиция объявил а его еретическим . Галилей твердо стоял на том , что в дискуссионном порядке о ге лиоцентрической системе Мира и писать , и г оворить не запрещалось , а сама кн и га была выпущена с разрешения цензуры . После допроса Галилей был арестован и заключен в кандалы инквизиции . 22 июня 1633г в церкви Святой Марии при большом стечени и народа состоялся последний акт судилища над Галилеем . По приговору его книга бы ла запрещен а , а сам он подлежит тюремному заключению , длительность , которого оставлена на усмотрение Святой службы . Унизит ельный акт судилища и отречения сильно по дорвали здоровье больного Галилея , но несмотр я не на все Галилей мысленно видел св ое будущее произведени е “Беседы и математические доказательства” , в котором идеи “Диалога” получали свое дальнейшее развитие . «Беседы» были закончены в 1637г . В книге обобщено все то , что сделал Галилей в области механики . В 1642г Галилея не ста ло . Ушел из жизни один из замечат е льных мыслителей , великий астроном , механи к , физик , математик. Галилей считается одним из основополо жников опытного естествознания и новой науки . Именно он сформулировал требования к нау чному эксперименту , состоящие в устранении по бочных обстоятельств, в умении видеть гл авное . Путем эксперимента Галилей опроверг уч ение Аристотеля о пропорциональности скорости падения весу тела , показал , что воздух и меет вес и определил его плотность . Он был первым , кто направил зрительную трубу на небо в научных целях, тем самым , расширив сферу познания . Мысленные эк сперименты Галилея построены на идеализации д вижения шаров , тележек и других материальных объектов по горизонтали и наклонной плос кости . Мысленный эксперимент получил в дальне йшем широкое распространение в ф и зике и стал важнейшим методом познания , и м пользовался Максвелл при создании теории электромагнитного поля . Мысленные эксперименты позволили многим ученым (Максвелл , Больцман , Ка рно и др .) установить закономерности в хао тическом тепловом движении и термо д инамики . Таким образом , и принцип отно сительности Галилея , получивший свое дальнейшее развитие в теории относительности , и мыслен ный эксперимент , введенный в науку им же и ставший необходимым методом современной физики , свидетельствуют о чрезвычайно высок о м методологическом уровне , на кот ором в своих исследованиях стоял великий итальянский ученый. 4.Иоган Кеплер и открытие законов небесной механик и. Иоган Кеплер родился 27 декабря 1571г , о тец его , Генрих Кеплер , разорившийся дворянин , служил простым с олдатом , мать – дочь деревенского трактирщика , не умела читат ь и писать . При рождении мальчик чудом остался жив . Когда ему исполнилось четыре года родители бросили его , в 13 лет он умирал в третий раз , но жизнь не по кидала его . Окончив в 1579г монастырску ю школу , Кеплер перевелся в духовную трехгодичную школу , после которой остался в Тюбингенской семинарии , а после – в Тю бингенском университете . В университете он по знакомился с учением Коперника , став его г орячим сторонником . Работая учителем математики и ф илософии в училище г . Граца , он вместе с преподаванием стал заниматьс я научной работой по астрономии , а также составлять календари и гороскопы . Кеплер был вынужден заниматься астрологией , чтобы не умереть с голоду , прокормить свою семью и вести исследован и я по астр ономии. За свою жизнь Кеплер написал много работ . Его первая книга , изданная в 1597г ., вышла под интересным названием «Космографич еская тайна» . Кеплер поставил задачу найти числовые отношения между орбитами планет . П робуя различные комбинации чисел , он при шел к геометрической схеме , по которой мож но было отыскивать расстояния планет от С олнца . Свою работу Кеплер отослал датскому астроному Тихо Браге и Г.Галилею . Из-за п реследования со стороны католической церкви ж изнь на родине стала невыносим о й , и Кеплер едет в Прагу . Там он был назначен имперским математиком и должен был работать под руководством Тихо Браге – имперского астронома . В 1601г умирает Тихо Браге и в руках Кеплера оказался жур нал тридцатилетних наблюдений «короля астрономии ». В 1609г появилась на свет кни га Кеплера «Новая астрономия или Небесная физика с комментариями на движение планеты Марс по наблюдениям Тихо Браге» . В те чение восьми лет трудился он над расчетам и , семьдесят раз пришлось повторять каждое вычисление , но , не смо т ря не на все он сформулировал первые два зак она о движении планет : 1. Все план еты движутся по эллипсам , в одном из ф окусов которых находится Солнце. 2. Радиус-вектор , проведенный от Солнца к планете , за р авные промежутки времени описывает равные пло щади . Нужда и несчастье продолжает преследовать его , в 1611г умерли его жена и сын , и он остался с двумя детьми на руках . Матери альная нужда заставила его покинуть Прагу , и он уехал в Линц , где он занял место преподавателя математики . В 1615г он п олучает известие об обвинении его матер и в колдовстве . Всю свою силу и находч ивость он тратит , чтобы спасти мать от костра , в 1621 он добивается ее освобождения . Даже после таких ударов судьбы сила ду ха не покидает его , и он выпускает нов ую работу «Гармония мира » , содержащу ю третий закон небесной механики : квадраты периодов обращения планет относятся как ку бы больших полуосей их орбит. Другие наиболее известные работы Кепл ера это : «Рудольфовы таблицы» - астрономические планетные таблицы , над которыми Кеплер р аботал 20 лет . Названы были в честь императора Рудольфа 2 . Эти таблицы служили морякам и астрономам , составителям календарей и астрол огам и только в 19 веке были заменены более то чными . Своими работами по математике Кеплер внес большой вклад в теорию конич е ских Сечений , в разработку теории логарифмов , способствовал разработке интегрального исчисления и изобретению первой вычислительной машины . В 1618г начинается Тридцатилетняя война . Каз на по прежнему пуста Кеплер живет случайн ыми заработками , совершая много численные поездки в Регенсбург с хлопотами о выдаче жалованья . Во время одной из таких по ездок Кеплер заболел и умер . В 1774г Пете рбургская Академия наук купила большую часть архива Кеплера. Этому замечательному человеку и больш ому ученому на его родин е , в Вейле и Регенсбурге , поставлены памятнике и отк рыты музеи . Кеплеру суждено бессмертие в н аграду за его настойчивость и изобретательнос ть , с которой он возобновлял свои попытки разгадать тайны Природы , за открытые им законы движения планет . В 1996 г исполнилось 425 лет со дня рождения одного из величайших астрономов мира Иоганна Кеплера. 5. Механик а и методология Исаака Ньютона. В 1987г исполнилось 300 лет со времени выхода в свет выдающегося труда профессора Кембриджского университета Ис аака Ньютона «Математические начала натурал ьной философии». В своем фундаментальном труде , содерж ащем в русском переводе 700 страниц , гениальный английский физик , астроном и математик из ложил систему законов механики , закон всемирн ого тяготения , дал общий подход к ис следованию различных явлений на основе «метод а принципов» , т.е . работа имела не только большое научное , но и большое методологичес кое значение . Для Ньютона было очень важно наследие его предшественников : «Если я ви дел дальше других , то потому , ч то стоял на плечах гигантов.» . Среди этих гигантов в первую очередь следует назвать Галилея и Кеплера . В 27 лет он стал профессором Кембриджского университета. В своих работах по оптике Ньютон поставил очень важный и сложный вопрос : «Не являются ли луч и света очень мелкими частицами , испускаемыми светящимися тел ами ?» И гипотеза истечения , а затем и корпускулярная теория , признанная безоговорочно его последователями и подкрепленная авторите том Ньютона , господствующей в оптике 18 в . С этой теорией многие не соглашались т.к . на ее основе невозможно было объяснить инте рференцию и дифракцию света . В теории свет а Ньютон хотел объединить корпускулярные и волновые представления . По этому поводу у Ньютона было две интересные мысли : 1.О возможном превращении тел в свет и обратно . В 1933-1934гг . были впервые открыты факты превращения электрона и пози трона в гамма-кванты (фотоны ) и рождение эл ектрона и позитрона при взаимодействии фотона с заряженными частицами . Это фундаментальное открытие современной физики элемен т арных частиц. 2.О влиянии тел на распространение с вета. Вершиной научного творения Ньютона яв ляются «Начала..» . Примерно два с половиной года напряженной работы стоило Ньютону под готовка первого издания «Начал..» . Книга состоя ла из трех частей : в первы х двух излагались законы движения тел , третья част ь была посвящена системе Мира . К первому изданию Ньютон написал собственное предислов ие , где он говорит о тенденции современног о ему естествознания «подчинить явления прир оды законам математики» . Далее Нь ю тон формулирует назначение работы и задачи физики : «Сочинение это нами предлагается ка к математические основания физики . Вся трудно сть физики состоит в том , чтобы по явл ениям движения распознать силы природы , а затем , по этим силам объяснить все остальн ые явления» , с этой трудной задаче й ему удалось справиться . В качестве перво го закона механики Ньютон взял открытый Г алилеем закон инерции , сформулировав его боле е строго . Ядром механики является второй з акон , который связывает изменение импульса те ла с дейс т вующей на него сило й т.е . изменение импульса тела в единицу времени равно действующей на него силе и происходит в направлении ее действия . В третьем законе механики было отражено , чт о действие тел всегда носит характер взаи модействия и что силы действия и противодействия равны по величине и п ротивоположны по направлению . Четвертым законом был закон всемирного тяготения . Высказав по ложение о всеобщем характере сил тяготения и одинаковой их природе на всех планет ах , показав , что «вес тела на всякой пл анете п р опорционален массе этой п ланете» , установив эксперимент пропорциональность массы тела и его веса (сила тяжести ), Ньютон делает вывод , что сила тяготения м ежду телами пропорциональна массам этих тел. О том , что сила тяготения обратно пропорциональна ква драту расстояния , счи тали еще до Ньютона много ученых , но т олько Ньютон сумел логически обосновать и убедительно доказать с помощью законов дин амики и эксперимента этот всеобщий закон . Установление пропорциональности между массой и весом означало , что ма с са являе тся не только мерой инертности , но и м ерой гравитации. В третьей части книги ученый излож ил общую систему Мира и небесную механику , теорию сжатия Земли у полюсов , теорию приливов и отливов , движение комет , возмущен ия в движении планет и т.д ., о сновы ваясь на законе всемирного тяготения . Теория тяготения вызывала философские дискуссии и нуждалась в дальнейшем доказательстве . Первы м стал вопрос о форме Земли . По теории Ньютона Земля была сжата у полюсов , п о теории Декарта – вытянута . Споры были ра з решены в результате измерения дуги земного меридиана в экваториальной зоне (Перу ) и на севере (Лапландия ) двумя экспедициями Парижской Академией наук . Верной оказалась теория Ньютона . В работах Ньютона раскрывается его методология и мировоззрение иссл едований . Ньютон был убежден в существовании материи , пространства и времени , в существовании объективных законов мира , доступных человеческому познанию . Своим стремлением свести все к механики Ньютон поддерживал механистический материализм (механицизм ). Н есмотря на свои огромные достижения в области естествоз нания , он глубоко верил в Бога , очень с ерьезно относился к религии . Он считал , чт о «мудрость Господня открывается одинаково в строении природы и в священных книгах . Изучать то и другое – дело благород н ое» . Ньютон был автором «Толкован ия на книгу пророка Даниила» , «Апокалипсиса» , «Хронологии» . Из этого можно сделать выв од , что для Ньютона не было конфликта между наукой и религией , в его мировоззрен ии уживалось и то и другое. Свой метод познания сам Н ьютон характеризует следующим образом : «Выве 6сти два или три общих принципа движения из явлений и после этого изложить , каким образом свойства и действия всех телесных вещей вытекают из этих явных принципов , было бы очень важным шагом в философии , хотя бы причины этих принципов и не были еще открыты» . Под принципами Ньютон подразумевает наиболее общие законы , лежащие в основе физики . Этот метод после был назван методом принципов , требовани я к исследованию Ньютон изложил в виде 4-х правил : 1. Не должн о при нимать в природе иных причин сверх тех , которые истинны и достаточны для объяснения явлений. 2. Одинаковым явлениям необходимо приписывать одинаковые при чины. 3. Независимые и неизменные при экспериментах свойства тел , подвергнутых исследованию , надо при ни мать за общие свойства материальных тел. 4. Законы , и ндуктивно найденные из опыта , нужно считать верными , пока им не противоречат другие наблюдения. Поско льку принципы устанавливаются путем исследования явлений природы , то вначале они представл яют с обой гипотезы , из которых путем логической дедукции получают следствия , пров еряемые на практике . Поэтому метод принципов Ньютона является гипотетико-дедуктивный метод , который в современной физике является одни м из основных для построения физических т еори й . Метод Ньютона получил высокую оценку в методологических высказываниях мног их ученых , в том числе А.Эйнштейна и С. И.Вавилова , но многие ученые также считали , что принципы и гипотезы выводятся прямо из опыта . Следовательно , прямо из опыта пу тем формальной логики выводится теори я , которая имеет только цель связать одни опытные данные с другими. Очень много вопросов и споров в истории физики вызвали взгляды Ньютона на пространство и время . Ньютон исходит из того , что в практике люди познают про странство и время путем измерения прост ранственных отношений между телами и временны х отношений между процессами . Выработанные та ким путем понятия пространства и времени Ньютон называет относительными . Он допускает , что в природе существуют не зависящие от этих отно ш ений абсолютные простр анство и время , как пу 4стые вместилища тел и событий . Пространство и время по Ньютону , не зависят от материи и мате риальных процессов , что не согласуется с п редставлениями физики xx века . Поскольку материя у Ньют она является инертной и неспособной к самодвижению , а пустое абсолютное пространство безразлично к материи , то в качестве первоисточника движения он признает «первый т олчок» , то есть Бога. Ньютон – этот блестящий гений – указал , по словам Эйнштейна , пути мышлени я , эксперим ентальных исследований и практ ических построений , создал гениальные методы и в совершенстве владел ими , был исключите льно изобретателен в нахождении математических и физических доказательств , был самой судьб ой поставлен на поворотном пункте умственного ра з вития человечества . Современная физика не отбросила механику Ньютона , она только установила границы ее применимости. 6.Успехи и трудности МКМ МКМ складывалась под влиянием метафиз ических материалистических представлений о матер ии и формах ее существо вания . Основопо лагающими идеями этой картины Мира являются классический атомизм и механицизм . Ядром МКМ является механика Ньютона , в любой физ ической теории довольно много понятий , но есть основные , в которых проявляется специфик а этой теории , ее базис , е е м ировоззренческий аспект . К таким понятиям отн осятся : материя , движение , пространство , время , взаимодействие . Материя – это вещество , состо ящее из мельчайших , далее неделимых , абсолютно твердых движущихся частиц (атомов ), т.е . в МКМ были приняты дискрет н ые представления о материи . И поэтому важнейшими понятиями в механике были понятия матери альной точки и абсолютно твердого тела , ма териальная точка – это тело , размерами ко торого в условиях данной задачи можно пре небречь . Абсолютно твердое тело – это сис т е ма материальных точек , расстояние между которыми остается неизменным. Пространство . Аристотель отрицал существование пустого пространства , связывая пространство , время и движение . Атомисты же признавали атомы и пустое пространство , в котором атомы движ утся . Ньютон рассматривает два вила пр остранства : относительное , с которым люди знак омятся путем измерения пространственных отношени й между телами , и абсолютное – это пу стое вместилище тел , оно не связано с временем и его свойства не зависят от наличия ил и отсутствия в нем материальных объектов . Оно является трехмерным , непрерывным , бесконечным , однородным , изотропным . Пространственные отношения описываются в МКМ геометрией Евклида. Время . Н ьютон рассматривает два вида времени : относит ельное и абсолютно е . Относительное время познают в процессе измерений . «Абсолютное , истинное , математическое время само по себе и по самой своей сущности , без всяког о отношения к чему – либо внешнему , п ротекает равномерно и иначе называется длител ьностно» . Таким образом , в р емя – пустое вместилище событий , не зависящее н и от чего , оно течет в одном направлен ии (от прошлого к будущему ), оно непрерывно , бесконечно и везде одинаково (однородно ). Движение . В МКМ признавалось только механическое дви жение , т.е . изменение положе ния тела в пространстве с тече 6нием времени . Считало сь , что любое сложное движение можно предс тавить как сумму пространственных перемещений (принцип суперпозиции ). Движение любого тела объяснялось на основе трех законов Ньютона. Следует заметить , что в механики вопрос о природе сил не имел принцип иального значения . Для ее законов и методо логии было достаточно , что сила – это количественная характеристика механического взаимо действия тел . Просто она стремилась свести все явления природы к действию сил п р итяжения и отталкивания , встретив на этом пути непреодолимые трудности. Важнейшими принципами МКМ являются пр инцип относительности Галилея , принцип дальнодейс твия и принцип причинности . Принцип относител ьности Галилея утверждает , что все инерциальн ые с истемы отсчета (ИСО ) с точки зр ения механики совершенно равноправны (эквивалентн ы ). Переход от одной инерциальной системы к другой осуществляется на основе преобразова ний Галилея . В МКМ было принято , что взаимодейс твие передается мгновенно и промежуто чная среда в передаче взаимодействия участия не принимает . Это положение и носит принци п дальнодействия. Как известно , беспричинных явлений нет , всегда можно выделить причину и следстви е , причина и следствие взаимосвязаны , и вл ияют друг на друга . След ствие может быть причиной другого явления . «Всякое имею щее место явление связано с предшествующим на основании того очевидного принципа , что оно не может возникнуть без производящей причины» . В природе могут быть и боле е сложные связи : 1.У одного и того же следствия могут быть разные причины , например , прев ращение насыщенного пара в жидкость за сч ет повышения давления или за счет понижен ия температуры. 2.В тепловом движении , например , скорость , кинетическая энергия , импульс отдельной част ицы изменяются бе з изменения макропарамет ров (температуры , давления , объема ), характеризующих систему в целом . В результате развития термодинамики и статистической физики был открыт ряд важных законов , в том числе сохранения и превращения энергии для тепло вых процессов (п е рвое начало термо динамики ) и закон возрастания энтропии в и золированных системах (второе начало термодинамик и ). Термодинамика – это раздел физики , который изучает з акономерности перехода энергии из одного вида в другой . Первый закон термодинамики глас и т : Тепло , сообщенной системе , расходуется на изменение ее внутренней энергии и на совершение системой работы против внешн их сил . С точки зрения первого начала термодинамики в системе могут протекать любые процессы , лишь бы не нарушался закон сохранения и превращения энергии. Все реальные процессы являются необра тимыми , поскольку наличие сил трения обязател ьно приводит к переходу упорядоченного движен ия в неупорядоченное . Для характеристики сост ояния системы и направленности протекания про цессов и была введена в физике особ ая функция состояния – энтропия . Оказалось , что энтропия замкнутой системы не может убывать . Замкнутость системы означает , что в ней процессы протекают самопроизвольно , без внешнего влияния . В случае обратимых проц ессов (а их в реальн о сти нет ) энтропия замкнутой системы остается неизменно й , в случае необратимых процессов – она возрастает . Таким образом , реально энтропия замкнутой системы может только возрастать , это и есть закон возрастания энтропии (одн а из формулировок второго начал а термодинамики ). Этот закон имеет большое зна чение для анализа процессов в замкнутых м акроскопических системах . Статистический характер этого закона означает его большую фундамен тальность по сравнению с динамическими закона ми. В современной физике веро ятностно- статистические идеи получили широчайшее распрост ранение (статистическая физика , квантовая механика , теория эволюции , генетика , теория информации , теория планирования и т.д .). Несомненно , и их практическая ценность : контроль качества продукции , п р оверка работы того или иного объекта , оценка надежности агре гата , организация массового обслуживания . Но н и термодинамика , ни статистическая физика не сумели коренным образом изменить представлен ия МКМ , разрушить ее : МКМ видоизменилась и расширила свои гр а ницы . Развитие физики до середины xlx в шло в основном в рам ках ньютоновских воззрений , но все больше новых открытий , особенно в области электричес ких и магнитных явлений , не вписывались в рамки механических представлений , т.е . МКМ становилась тормозом для новых теорий , и назревала необходимость перехода к новым воззрениям на материю и движение . Несосто ятельной оказалась не сама МКМ , а ее и сходная философская идея – механицизм . В недрах МКМ стали складываться элементы новой – электромагнитной – картины Мира. Все сказанное о механической картине Мира можно подытожить следующими выводами : 1.Впечатляющие успехи механики привели к механицизму и представление о механической сущности Мира стало основой мировоззрения . Неделимые атомы составляли основу Природы . Ж ивые существа – это «божественные м ашины» , действующие по законам механики . Бог создал Мир и привел его в движение. 2.В рамках МКМ развивалась молекулярная физика . Представление о теплоте формировалос ь в двух направлениях : как механическое дв ижение частиц и как движение невесомых , неощутимых «флюидов» (теплород , флогистон ). На основе электрических магнитных «жидкос тей» механика стремилась объяснить электрические и магнитные явления , на основе флюида «жизненная сила» пыталась понять работу жи вых организмов. 3.Анализ работы тепловых машин привел к возникновению термодинамики , важнейшим достиж ением которой явилось открытие закона сохране ния и превращения энергии . Но в МКМ вс е виды энергии сводились к энергии механи ческого движения . Макромир и микромир подчиня л и сь одним и тем же механичес ким законам . Признавались только количественные изменения . Это означало отсутствие развития , т . е . Мир считался метафизическим . Список используемой литературы : 1. Дягилев Ф.М . «Концепции совреме нного естествознания » 2. Солопов Е.Ф . «Концепции современного естествознания»