Лекция 4.

Фундаментальные модели и концепции классической физики.

1. Корпускулярная и континуальная концепции.

При рассмотрении какого-либо явления природы любой реальный объект может быть заменен моделью корпускулы (частицы), если не важна его внутренняя структура и размеры. При создании модели используются только основные для описания данного явления характеристики. Использование модельных представлений необходимо для формализованного, математического описания природных объектов. Ньютоновская механика- сочетание экспериментального исследования механических объектов и их математического описания на основе корпускулярной модели.

Уравнения и законы механики позволяют по известному состоянию механической система в некоторый момент времени и известным взаимодействиям (силам) однозначно определить ее состояние в любой следующий момент времени. Все закономерности, которые позволяют по известным взаимодействиям и начальным состояниям однозначно определить будущее состояние системы, называются закономерностями динамического типа.

Из однозначного характера закономерностей динамического типа вытекает представление о жесткой предопределенности (детерминированности) множества событий в природе. Классический детерминизм Лапласа: если было бы возможно учесть взаимодействие всех элементов сколь угодно сложной системы и использовать всю информацию об их начальных состояниях, то можно было бы рассчитать состояние этой системы в будущем, и тем самым исключить случайность в описании ее поведения.

Дальнейшее развитие естествознания показало, что большая часть явлений природы описывается закономерностями не динамического, а статистического типа. Тем ни менее детерминизм проявляется (в экономике, педагогике, политике) как образ мышления, уходящий корнями в механистическую картину мира. Он приводит к упрощенному восприятию действительности, связанным с абсолютизацией причинно-следственных связей и неучетом роли случайных факторов. Физикализм – вид детерминизма, в котором истинность любого научного положения ставится в зависимость от возможности его перевода на язык физики. Социальный физикализм характеризуется привнесением детерминистских представлений в социальную практику (экономику, гос. управление), основан на развитии методов математического моделирования, в том числе и в экономике.

Континуальная концепция возродилась и закрепилась в физике в результате введения понятий электрического и магнитного полей. Она не отрицала корпускулярных взглядов на вещество, но дополняла их и расширяла общие представления о формах материи. До теории Максвелла континуальная концепция нашла воплощение в модели сплошной среды, которая может рассматриваться как предельный случай системы материальных точек. Примером движения сплошной среды является волновое движение, при этом характеристики этого движения (энергия, импульс) не локализованы, как у частицы, а непрерывно распределены в пространстве. Звуковые волны – волны в упругой среде с частотой 20-20000 Гц.

Теория Максвелла, впоследствии названная классической электродинамикой, описывает качественно иной природный объект- электромагнитное поле и электромагнитные волны. Первоначально предполагалось, что распространение ЭМ волн происходит в некоторой среде, названной эфиром, однако эфир не был обнаружен экспериментально, а из теории Максвелла возможность существования ЭМ поля, как особого вида материи. Необходимо отметить, что все открытия, сделанные при развитии электродинамики, не внесли каких-либо изменений в представление о динамическом характере законов природы.