Открытия

Как уже говорилось, большие открытия случились ещё до первой научной революции. Они связаны среди прочего с именами: Коперника, Галилея, Кеплера, Ньютона.

• Коперник (1473—1543): наиболее известен как автор гелиоцентрической системы мира, положившей начало первой научной революции.

• Галилей (1564—1642): изучал проблему движения, открыл принцип инерции, закон свободного падения тел; сделал ряд астрономических открытий с помощью телескопа.

• Кеплер (1571—1630): установил три закона движения планет вокруг Солнца, создал первую механистическую теорию движения планет, внес существенный вклад в развитие геометрической оптики.

• Ньютон (1643—1727): сформулировал понятия и законы классической механики, математически сформулировал закон всемирного тяготения, теоретически обосновал законы Кеплера о движении планет вокруг Солнца, создал небесную механику (Закон всемирного тяготения был незыблем до конца 19 в.), создал дифференциальное и интегральное исчисление как язык математического описания физической реальности, автор многих новых физических представлений (о сочетании корпускулярных и волновых представлений о природе света и т. д.), разработал новую парадигму исследования природы (метод принципов)— мысль и опыт, теория и эксперимент развиваются в единстве, разработал классическую механику как систему знаний о механическом движении тел, механика стала эталоном научной теории, сформулировал основные идеи, понятия, принципы механической картины мира.

• Механическая картина мира Ньютона:

  • Вселенная от атомов до человека — совокупность неделимых и неизменных частиц, взаимосвязанных силами тяготения, мгновенное действие сил в пустом пространстве.

  • Любые события предопределены законами классической механики.

  • Мир, все тела построены из твердых, однородных, неизменных и неделимых корпускул — атомов.

  • Основа механистической картины мира: движение атомов и тел в абсолютном пространстве с течением абсолютного времени. Свойства тел неизменны и независимы от самих тел.

  • Природа — машина, части которой подчиняются жесткой детерминации.

  • Синтез естественно-научного знания на основе редукции (сведения) процессов и явлений к механическим.

Механическая картина мира дала естественно-научное понимание многих явлений природы, освободив их от мифологических и религиозных схоластических толкований. Её недостаток — исключение эволюции, пространство и время не связаны. Экспансия механической картины мира на новые области исследования (химия, биология, знания о человеке и обществе). Синонимом понятия науки стало понятие механики. Однако накапливались факты, не согласовывающиеся с механистической картиной мира и к середине 19 в. она утратила статус общенаучной.

Джероламо Кардано внёс значительный вклад в развитие алгебры, Франсуа Виет основоположник символической алгебры, Рене Декарт и Пьер Ферма внесли свой вклад в развитие математики.

11. Механический принцип относительности (по Г. Галилею)

Механический принцип относительности свидетельствует о том, что в рамках классической механики все инерциальные системы отсчета совершенно равноправны. Среди них нет какой-то главной, раз навсегда выделенной абсолютной системы отсчета, движение всех тел относительно которой можно было бы назвать абсолютным движением. [1]

Согласно механическому принципу относительности, широко практикуемому при проектировании гидротранспорта с использованием ньютоновских жидкостей и газообразных агентов, транспортирующая способность бурового раствора зависит от скорости осаждения взвешенных частиц. [2]

Этот механический принцип относительности Галилея является одним из наиболее общих законов природы. [3]

Эйнштейн распространил механический принцип относительности Галилея на все без исключения физические явления, высказав утверждение, что все законы природы одинаково формулируются для всех инерциальных систем отсчета. В соответствии с этим принцип Относительности Эйнштейна можно сформулировать в виде: уравнения, выражающие законы природы, инвариантны по отношению к преобразованиям Лоренца. [4]

Эйнштейн распространил механический принцип относительности Галилея на все без исключения физические явления, высказав утверждение, что все законы природы одинаково формулируются для всех инерциальных систем отсчета. В соответствии с этим принцип относительности Эйнштейна можно сформулировать в виде: уравнения, выражающие законы природы, инвариантны по отношению к преобразованиям Лоренца. [5]

Первый постулат обобщает механический принцип относительности Галилея на любые физические процессы. Этот постулат, называемый принципом относительности или релятивистским принципом относительности Эйнштейна, гласит: в любых инерциаль-ных системах отсчета все физические явления при одних и тех же условиях протекают одинаково. Иначе говоря, принцип относительности утверждает, что физические законы независимы ( инвариантны) по отношению к выбору инерциальной системы отсчета: уравнения, выражающие эти законы, имеют одинаковую форму во всех инерцигшьных системах отсчета. [6]

Первый постулат обобщает механический принцип относительности Галилея на любые физические процессы. Этот постулат, называемый принципом относительности или релятивистским принципом относительности Эйнштейна, гласит: в любых инсрцпальных системах отсчета все физические явления при одних и тех же условиях протекают одинаково. Иначе говоря, принцип относительности утверждает, что физические законы независимы ( инвариантны) по отношению к выбору инерциальной системы отсчета: уравнения, выражающие эти законы, имеют одинаковую форму во всех инерциальных системах отсчета. [7]

В чем состоит механический принцип относительности. [8]

В этом заключается механический принцип относительности движения, сформулированный еще Галилеем, который указал, что никаким механическим опытом нельзя определить, какая из двух систем, движущихся одна относительно другой равномерно и прямолинейно, покоится и какая движется. Механический принцип относительности движения является обобщением опыта и подтверждается всем многообразием приложений классической механики к движению тел, скорость которых пренебрежимо мала по сравнению со скоростью света. [9]

В связи с механическим принципом относительности естественно возникает вопрос: равноправны ли все иперциальные системы отсчета только в механике или также и в отношении других физических явлений и процессов. [10]

В связи с механическим принципом относительности естественно возникает вопрос: равноправны ли все инерциальные системы отсчета только в механике или также и в отношении других физических явлений и процессов. [11]

Этот результат называется механическим принципом относительности ( принципом относительности Галилея) и часто формулируется следующим образом: равномерное и прямолинейное движение ( относительно какой-либо инерциальной системы отсчета) замкнутой системы не влияет на закономерности протекания в ней механических проиессов. [12]

В классической механике справедлив механический принцип относительности ( принцип относительности Галилея): законы дианамики одинаковы во всех инерциальных системах отсчета. [13]

Принцип относительности является обобщением механического принципа относительности на все явления физики, в частности на электромагнитные. [14]

Это положение носит название механического принципа относительности, или принципа относительности Галилея. 

Принцип относительности является обобщением механического принципа относительности на все явления физики, в частности на электромагнитные. [1]

Это положение, названное механическим принципом относительности ( или принципом относительности Галилея), было сформулировано в 1636 г. Галилеем. Галилей пояснял его на примере механических процессов, совершающихся в каюте корабля, плывущего равномерно и прямолинейно по спокойному морю. Для наблюдателя, находящегося в каюте колебание маятника, падение тел и другие механические процессы протекают точно так же, как и на неподвижном корабле. Поэтому, наблюдая эти процессы, невозможно установить ни величину скорости, ни даже сам факт движения корабля. [2]

Это положение, названное механическим принципом относительности ( или принципом относительности Галилея), было сформулировано в 1636 г. Галилеем. Галилей пояснял данный принцип на примере механических процессов, совершающихся в каюте корабля, плывущего равномерно и прямолинейно по спокойному морю. Для наблюдателя, находящегося в каюте, колебание маятника, падение тел и другие механические процессы будут протекать точно так же, как и на неподвижном корабле. [3]

Этот вывод является математическим выражением механического принципа относительности Галилея: в любых инерциальных системах отсчета все механические явления при одних и тех же условиях протекают одинаково. Иначе говоря, равномерное прямолинейное движение замкнутой системы не влияет на протекание в ней любых механических явлений. [4]

Этот вывод является математическим выражением механического принципа относительности Галилея: в любых инерциальных системах отсчета все механические явления при одних и тех же условиях протекают одинаково. Иначе говоря, равномерное прямолинейное движение изолированной системы не влияет на протекание в ней любых механических явлений. [5]

Другое предположение о том, что механический принцип относительности имеет универсальную применимость, но неверной является вся система законов электродинамики и оптики1, находится в резком противоречии с огромным числом опытов, получивших свое объяснение на основе этих законов. [6]

Другое предположение о том, что механический принцип относительности имеет универсальную применимость, но неверной является вся система законов электродинамики и оптики), находится в резком противоречии с огромным числом опытов, получивших свое объяснение на основе этих законов. [7]

Первый постулат Эйнштейна, являясь обобщением механического принципа относительности Галилея на любые физические процессы, утверждает, таким образом, что физические законы инвариантны по отношению к выбору инерциальной системы отсчета, а уравнения, описывающие эти законы, одинаковы по форме во всех инерциальных системах отсчета. [8]

Этот результат можно сформулировать в виде механического принципа относительности: равномерное и прямолинейное движение ( относительно инерциальной системы отсчета) замкнутой системы не влияет на ход протекающих в ней механических процессов. [9]

Первый постулат Эйнштейна, являясь обобщением механического принципа относительности Галилея на любые физические процессы, утверждает, таким образом, что физические законы инвариантны по отношению к выбору инерциальной системы отсчета, а уравнения, описывающие эти законы, одинаковы по форме во всех инерциальных системах отсчета. [10]

Таким образом, в ньютоновской механике справедлив механический принцип относительности ( принцип относительности Галилея): законы механики одинаковы во всех инерциальных системах отсчета. [11]

Первый постулат Эйнштейна выражает принцип относительности, являющийся обобщением механического принципа относительности Галилея на любые физические процессы. [12]

Первый постулат Эйнштейна выражает принцип относительности, являющийся обобщением механического принципа относительности Галилея на любые физические процессы. Его справедливость подтверждается тем, что все разнообразные опыты, ставившиеся с целью обнаружить влияние орбитального движения Земли на закономерности электромагнитных явлений, постоянно приводили к отрицательному результату. Второй постулат также безусловно подтверждается всеми экспериментами. [13]

Впервые это положение было сформулировано Галилеем, и оно составляет содержание механического принципа относительности, называемого часто также принципом относительности Галилея. [14]

Термины абсолютное движение и абсолютная система отсчета неудачны, так как согласно механическому принципу относительности

Эйнштейн пришел к выводу, что противоречия между теорией и экспериментом, возникающие при применении механического принципа относительности к законам электродинамики, можно преодолеть, если считать и принцип относительности, и уравнения Максвелла справедливыми, а преобразования Галилея неточными и заменить их другими преобразованиями, относительно которых инвариантными являются не уравнения классической механики, а уравнения электродинамики Максвелла. [1]

Это значит, что в разных инерциальных системах отсчета все механические процессы при одних и тех же условиях протекают одинаково. Механический принцип относительности свидетельствует о том, что в механике все иперциальные системы отсчета совершенно равноправны. [2]

Это значит, что в разных инерциальных системах отсчета все механические процессы при одних и тех же условиях протекают одинаково. Механический принцип относительности свидетельствует о том, что в механике все инерциальные системы отсчета совершенно равноправны. [3]

В этом заключается механический принцип относительности движения, сформулированный еще Галилеем, который указал, что никаким механическим опытом нельзя определить, какая из двух систем, движущихся одна относительно другой равномерно и прямолинейно, покоится и какая движется. Механический принцип относительности движения является обобщением опыта и подтверждается всем многообразием приложений классической механики к движению тел, скорость которых пренебрежимо мала по сравнению со скоростью света. [4]

Законы сохранения энергии и импульса, как и законы Ньютона, выполняются в любых инерциальных системах отсчета. Другими словами, эти законы удовлетворяют механическому принципу относительности. Хотя и механическая энергия, и импульс рассматриваемой системы материальных точек имеют разные значения в разных системах отсчета, их изменение во всех инерциальных системах отсчета описывается одними и теми же законами. [5]

Таким обрааом, в электродинамике Герца должен выполняться следующий принцип относительности: произвольное движение замкнутой системы как целого не влияет на протекание в ней любых электромагнитных процессов. Легко видеть, что этот принцип является более общим по сравнению с механическим принципом относительности Галилея, так как говорит о равноправности ( в рамках электродинамики) любых, а не только инерциальных, систем отсчета. [6]

Анализ современного состояния проблемы очистки ствола бурящейся скважины от выбуренной породы показывает, что нет единого мнения о влиянии режимов течения, показателей свойств бурового раствора, продолжительности промывки и частоты вращения бурильных труб на транспортирующую способность потока бурового раствора. Заключения о влиянии реологических показателей на выносную способность буровых растворов противоречивы, а механический принцип относительности, широко используемый для расчета скорости восходящего потока ньютоновских жидкостей, в случае применения буровых растворов требует экспериментальной проверки. Кроме того, не ясен вопрос о выборе расчетного диаметра частиц выбуренной породы, предназначенных к гидротранспорту по стволу скважины. [7]

Появление теории относительности было обусловлено развитием электродинамики. После того как Максвелл получил систему уравнений, выражающих основные законы электродинамики, стало возможным проверить, применим ли механический принцип относительности ( см. § 111) к электромагнитным и оптическим явлениям. Проверка показала, что законы электродинамики не инвариантны относительно преобразований Галилея. [8]

Это положение в механике формулируют следующим образом: уравнения, выражающие законы Ньютона, инвариантны относительно преобразований Галилея. Можно выразить это и так: если законы Ньютона справедливы для одной инерциальной системы, то они справедливы и для любой другой инерциальной системы, что соответствует механическому принципу относительности Галилея.

12. Естественная наука XIX века. Основные концепции физики, химии, биологии

Оставаясь в целом метафизической и механистической, классическая наука, и особенно естествознание, готовят постепенное крушение метафизического взгляда на природу. В XVII-XVIII вв. в математике разрабатывается теория бесконечно малых величин (И.Ньютон, Г.Лейбниц), Декарт создает аналитическую геометрию, М.В.Ломоносов - атомно-кинетическое учение, широкую популярность завоевывает космогоническая гипотеза Канта-Лапласа, что способствует внедрению идеи развития в естественные, а затем и в общественные науки.

` в XIX и начале XX века наука вступила в свой золотой век. Во всех ее важнейших областях произошли удивительные открытия, широко распространилась сеть институтов и академий, организованно проводивших специальные исследования различного рода, на основе соединения науки с техникой чрезвычайно быстро расцвели прикладные области. Оптимизм этой эпохи был напрямую связан с верой в науку и ее способность до неузнаваемости преобразить состояние человеческого знания, обеспечить здоровье и благосостояние людей.

Сложившаяся ситуация в науке и мировоззрении требовала своего разрешения. Оно появилось в ходе новейшей революции в естествознании, начавшейся с 90-х гг. XIX в. и продолжавшейся до середины XX века. Это была глобальная научная революция, по своим результатам и значению сравнимая с революцией XVI - XVII вв. Она началась в физике, затем проникла в другие естественные науки, кардинально изменила философские, методологические, гносеологические, логические основания науки в целом, создав феномен современной науки.

Толчком, началом новейшей революции в естествознании, приведшей к появлению современной науки, был целый ряд ошеломляющих открытий в физике, разрушивших всю картезианско-ньютоновскую космологию. Сюда относятся открытие электромагнитных волн Г. Герцем, коротковолнового электромагнитного излучения К. Рентгеном, радиоактивности А. Беккерелем, электрона Дж. Томсоном, светового давления П.Н.Лебедевым, введение идеи кванта М. Планком, создание теории относительности А. Эйнштейном, описание процесса радиоактивного распада Э.Резерфордом. В 1913 - 1921 гг. на основе представлений об атомном ядре, электронах и квантах Н. Бор создает модель атома, разработка которой ведется в соответствии с периодической системой элементов Д.И. Менделеева. Это - первый этап новейшей революции в физике и во всем естествознании. Он сопровождается крушением прежних представлений о материи и ее строении, свойствах, формах движения и типах закономерностей, о пространстве и времени. Это привело к кризису физики и всего естествознания, являвшегося симптомом более глубокого кризиса метафизических философских оснований классической науки. Второй этап революции начался в середине 20-х гг. XX века и связан с созданием квантовой механики и сочетанием ее с теорией относительности в новой квантово-релятивистской физической картине мира. На исходе третьего десятилетия XX века практически все главнейшие постулаты, ранее выдвинутые наукой, оказались опровергнутыми. В их число входили представления об атомах как твердых, неделимых и раздельных «кирпичиках» материи, о времени и пространстве как независимых абсолютах, о строгой причинной обусловленности всех явлений, о возможности объективного наблюдения природы. Предшествующие .научные представления были оспорены буквально со всех сторон. Ньютоновские твердые атомы, как ныне выяснилось, почти целиком заполнены пустотой. Твердое вещество не является больше важнейшей природной субстанцией. Трехмерное пространство и одномерное время превратились в относительные проявления четырехмерного пространственно-временного континуума. Время течет по-разному для тех, кто движется с разной скоростью. Вблизи тяжелых предметов время замедляется, а при определенных обстоятельствах оно может и совсем остановиться. Законы Евклидовой геометрии более не являются обязательными для природоустройства в масштабах Вселенной. Планеты движутся по своим орбитам не потому, что их притягивает к Солнцу некая сила, действующая на расстоянии, но потому, что само пространство, в котором они движутся, искривлено. Субатомные феномены обнаруживают себя и как частицы, и как волны, демонстрируя свою двойственную природу. Стало невозможным одновременно вычислить местоположение частицы и измерить ее ускорение. Принцип неопределенности в корне подрывал и вытеснял собой старый лапласовский детерминизм. Научные наблюдения и объяснения не могли двигаться дальше, не затронув природы наблюдаемого объекта. Физический мир, увиденный глазами физика XX века, напоминал не столько огромную машину, сколько необъятную мысль. Современную науку отличает повышение уровня ее абстрактности, утрата наглядности, что является следствием математизации науки, возможности оперирования высокоабстрактными структурами, лишенными наглядных прообразов. Изменились также логические основания науки. Наука стала использовать такой логический аппарат, который наиболее приспособлен для фиксации нового деятельностного подхода к анализу явлений действительности. С этим связано использование неклассических (неаристотелевских) многозначных логик, ограничения и отказы от использования таких классических логических приемов, как закон исключенного третьего. Наконец, еще одним итогом революции в науке стало развитие биосферного класса наук и новое отношение к феномену жизни. Жизнь перестала казаться случайным явлением во Вселенной, а стала рассматриваться как закономерный результат саморазвития материи, также закономерно приведший к возникновению разума. Науки биосферного класса, к которым относятся почвоведение, биогеохимия, биоценология, биогеография, изучают природные системы, где идет взаимопроникновение живой и неживой природы, то есть происходит взаимосвязь разнокачественных природных явлений. В основе биосферных наук лежит естественноисторическая концепция, идея всеобщей связи в природе. Жизнь и живое понимаются в них как существенный элемент мира, действенно формирующий этот мир, создавший его в нынешнем виде.

13. Детерминизм и индетерминизм в науке. Динамические и статистические законы природы

Детермини́зм (лат. determinare — определять, ограничивать) — учение о взаимосвязи и взаимообусловленности происходящих процессов и явлений^[1], доктрина о всеобщей причинности.

Детерминизмом называют учение о том, что все происходящие в мире события, включая ход человеческой жизни, определены Богом (теологический детерминизм, или учение о предопределении), или явлениями природы (космологический детерминизм), или специально человеческой^{[уточнить]} волей (антропологическо-этический детерминизм), для свободы которой, как и для ответственности, не остаётся места. В таком свете детерминизм может быть также определен как тезис, утверждающий, что имеется только одно, точно заданное, возможное будущее. Детерминизм может перейти, при неполном истолковании, в фатализм, а противоположностью детерминизма является индетерминизм^[2].

Пьер-Симон Лаплас был приверженцем абсолютного детерминизма. Он постулировал, что если бы какое-нибудь разумное существо смогло узнать положения и скорости всех частиц в мире в некий момент, оно могло бы совершенно точно предсказать все события Вселенной. Такое гипотетическое существо впоследствии было названо демоном Лапласа.