Птолемей Клавдий

Птолемей Клавдий (ок.87- 165) древнегреческий ученый, сочинения которого оказали большое влияние на развитие астроно­мии, географии и оптики. В созданной Птолемеем картине мира Земля покоится в центре мироздания, а все небесные тела обращаются во­круг нее. Видимые движения небесных тел представлены здесь с по­мощью комбинаций круговых движений - эпициклов. Геоцентризм Птолемея отражал уровень представлений античной эпохи, ко­гда видимое воспринималось как действительное, и в этом смысле не противоречило библейскому представлению о Земле как центре миро­здания. Птолемей также заложил основы математической географии и картографии. В области оптики исследовал преломление света при пе­реходе луча из воздуха в воду и в стекло. Первым стал учитывать ас­трономическую рефракцию в наблюдениях.

Представления античных ученых о пространстве и времени

Представления древних ученых о пространстве и времени были раз­личны. Демокрит и Эпикур придерживались мнения об абсолютности этих понятий.

Диалектический характер пространства и времени нашел место в апориях Зенона (ок 490-430 гг до н.э.), который рассматривал противоре­чивость движения. Проанализируем некоторые из них.

1. Летящая стрела. В данный конкретный момент стрела, выпущен­ная из лука, находится в какой-то определенной точке пространства. Следо­вательно, она покоится. Значит движения существовать не может.

2. Ахилл и черепаха. Ахилл никогда не сможет догнать черепаху. Пока атлет пройдет расстояние, которое отделяло его от черепахи в момент старта, она успеет переместиться на некоторое расстояние. Пока Ахилл пройдет это расстояние, черепаха снова уйдет дальше, и так до бесконечности. Однако, опыт опровергает такое утверждение.

На примере этих двух парадоксов мы видим, что пространство и время, а в данных рассуждениях они непосредственно связаны с движе­нием, являются весьма сложными и противоречивыми объектами иссле­дования.

Г. Гегель писал: “Двигаться означает быть в данном месте и в тоже время не быть в нем, находиться в обоих местах одновременно; в этом состоит непрерывность времени и пространства, которое единственно только и делает возможным движение”. Платон и Аристотель говорили о существовании связи между пространством и временем. Но если Платон, в сущности, отождествлял время и движение, то в отличие от него Аристотель полагал, что движение еще не есть время: время есть то, что позволяет определить сам процесс движения.

Таким образом, обобщая краткий анализ представлений древних уче­ных об устройстве мира, можно сделать вывод, что они были крайне противоречивы и в большинстве случаев построены на интуиции, по­скольку каких-либо научных данных, с помощью которых можно было бы проверить правильность тех или иных гипотез тогда еще не было.

Тема 2. Механическая картина мира Становление механической картины мира

Еще в эпоху Возрождения (XV - XVI вв.) благодаря великим гео­графическим открытиям (открытие Колумбом Америки, открытие Васко де Гамой морского пути в Индию, кругосветное путешествие Магеллана) были заложены предпосылки новой картины мира.

Открытие Николая Коперника. Революционным переворотом, приведшим в конечном итоге к становлению механической картины мира явилась гелиоцен­трическая система мира Коперника (1473-1543) - польского астронома, который отбросил догматическое положение о неподвижности Земли. Поста­вив Землю в число рядовых планет, он указал, что Земля, занимая третье место от Солнца, наравне со всеми планетами движется в про­странстве вокруг Солнца и, кроме того, вращается вокруг своей оси.

Гелиоцентрическая система мира Коперника явилась началом ре­волюции в астрономии и мировоззрении. Поскольку Земля лишилась своего центрального положения и стала такой же как все остальные наблюдавшиеся на небе планеты, утверждение церковников о проти­воположности “земного” и “небесного” потеряло смысл. Человек пе­рестал быть “венцом творения”, превратился в обитателя одной из планет Солнечной системы. Из учения Коперника следовал общий вывод о том, что видимое есть только одно из проявлений многогранной действительности, ее внешняя сторона, а истинный механизм явлений лежит гораздо глубже. Понимание этого имело огромное зна­чение для всего последующего развития естествознания.

Законы движения планет Кеплера. И. Кеплер (1571-1630) немецкий математик и астроном. Подробно изучив закономерности движения планеты Марс, собранные по наблюдениям Т. Браге, уста­новил законы движения планет в Солнечной системе, которые форму­лируются следующим образом.

Первый закон Кеплера: все планеты движутся по эллипсам, в од­ном из фокусов которого находится Солнце.

Второй закон Кеплера: радиус-вектор планеты за равные проме­жутки времени описывает равные площади.

Третий закон Кеплера: квадраты звездных периодов обращения планет относятся как кубы больших полуосей их орбит:

(1)

В последующем законы Кеплера легли в основу закона всемирного тяготения, открытого И. Ньютоном в 1667 году.

Физические исследования Галилея. Г. Галилей (1564 - 1642) - выдающийся итальянский физик и астроном, один из основателей точного естествознания. Оказал значительное влияние на развитие научной мысли. Именно от него берет начало физика как наука. Благодаря Гали­лею человечество обязано двумя принципами механики, сыгравшими большую роль в развитии не только механики, но и всей физики. Это принцип относительности для прямолинейного и равномерного движения, согласно которому все механические явления в различных инерциальных системах отсчета протекают одинаковым образом и принцип инерции, согласно которому тело всегда сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения пока на него не подействует какая-либо внешняя сила.

В июле 1609 года Галилей построил свою первую подзорную трубу и начал систематические астрономические наблюдения. Гали­лей обнаружил горы на Луне, четыре спутника у Юпитера, доказал, что Млечный путь состоит из множества звезд, открыл фазы у Ве­неры, пятна на Солнце.

Астрономические открытия Галилея сыграли огромную роль в развитии научного мировоззрения, они со всей очевидностью убеж­дали в правильности учения Коперника, ошибочности системы мира Аристотеля и Птолемея, способствовали победе и утверждению ге­лиоцентрической системы мира.

Картина мира Декарта. Р. Декарт (1596-1650) – француз­ский философ, физик, математик и физиолог. Физические исследова­ния относятся главным образом к механике, оптике и строению Все­ленной.

Ввел понятие “силы”, количества движения, подразумевая под ним произведение “величины” (массы) тела на абсолютное значение его скорости, сформулировал закон сохранения количества движения, однако толковал его неправильно, не учитывая его векторный харак­тер. Исследовал также законы удара, четко сформулировал закон инерции. Высказал предположение, что атмосферное давление с уве­личением высоты уменьшается.

Декарт стремился построить общую картину природы, в которой все физические и другие явления объяснялись дви­жением больших и малых частиц, образованных из единой материи. В своей физике Декарт развивал материалистические идеи. Природа, ут­верждал он, представляет собой непрерывную совокупность матери­альных частиц; отличительным свойством материи является ее протя­женность. Движение материального мира вечно и протекает согласно законам механики.