38. "Фізика імпетусу" в добу Відродження.

У XV ст. виникла так звана "фізика імпетусу" (імпульсу), а наприкінці наступного століття вона стає широко відомою. Ідея рушійної сили в механіці, що пізніше дістала латинську назву impetus, пов"зана з ім"ям Іоанна Філопона (кінець V - початок VI ст.). Представником фізики імпетусу був Джованні Бенедетті, його цікавило питання про причини збільшення швидкості тіл, що падають, він ближче за всіх підійшов до відкриття закону інерції. Поняття імпетусу було введено у фізику для пояснення метального руху і розумілося як збережена сила, яку надає двигун кинутому тілу і яка рухає його впродовж деякого часу. Величина імпетусу пропорційна швидкості, з якою двигун рухає тіло в момент кидання, та масі кинутого тіла. У фізиці цього періоду імпетус розглядався як певний вид якості, подібний, наприклад до теплоти: подібно до того, як нагріте тіло поступово охолоджується і втрачає теплоту, кинуте тіло в міру руху витрачає наданий йому імпульс (імпетус). Цей імпульс витрачається на подолання інертності тіла - його тенденції до спокою. Отже інерція тіла у фізиці імпетусу є те, що сприяє припиненню руху, тобто витраченню імпетусу. Спочатку поняття імпетусу вживалося для пояснення вимушеного руху. Але поступово його стали застосовувати також для пояснення вільного падіння тіл, тобто природного руху. Фізика імпетусу впритул підійшла до відкриття закону інерції.

44. Взаємодія наукового прогресу та освіти. Створення академій. Виникають перші освітні заклади , які на рівні з науковими товариствами і академіями виконують наукові дослідження .У Кембріджському університеті був помітний вплив нових ідей , що виражався в поширенні творів Кеплера , Галілея , Декарта .В університетах Франції було введено природничо – наукові курси.Закріплення в університетах природничо-наукових дисциплін сприяло посиленню тенденції до політехнізації навчання (Единбург , Лейден , Упсала , Кенігзберг ).Наукова діяльність , що вже набрала систематичного характеру , вимагала нових умов фінансування досліджень.Їх реалізація здійснена шляхом створення особливого наукового закладу – Академії.Жан Батист Кольбер був засновником кількох академій(1663 Ак.написів і літератури , 1669 – Ак. Музики , 1671 – Ак. Літератури , 1666 – Ак. Наук).Такі самі заклади виникають і у Римі (1603 – товариство вчених , Академія Лікеїв , 1657 – академія дослідів ) у Берліні(1700 наукове товариство ) ,в Києві (1701 – Києво- Могилянська академія ), в Росії ( 1725 – Петербурзька АН ) .

45. І.Ньютон — засновник кількісної фізики. Сформулювавши закон всесвітнього тяжіння, І. Ньютон зробив непереоціненний внесок у науку.Головною думкою І. Ньютона було наочно показати, яким чином всесвітнє тяжіння може підтримувати систему світу. І зробив він це не старим, філософським, шляхом, а за допомогою нової, кількісної фізики. І. Ньютон намагався встановити такі начала природознавства, з яких строго і однозначно випливали величини, одержані в астрономічних спостереженнях. Єдино правильне, абсолютно точне пояснення природи, що не має суперечностей, - таке завдання І. Ньютона. Тому він і закликає "очистити науку" від кінетичних гіпотез і вивчити природу за допомогою законів, точність яких доведено експериментальне. Методологічний принцип, який обстоював І. Ньютон: вважати за правильне лише те твердження науки, яке одержано з досвіду за допомогою індукції. Наука за часів І. Ньютона ще не мала змоги створити однозначну та строгу кінетичну картину, що пояснювала б макроскопічні сили. Тому для XVII ст. індуктивізм І. Ньютона був перебільшеною вимогою відмови від гіпотез на тій підставі, що вони не давали потрібного чіткого пояснення явищ природи. Фактично будівля ньютонової механіки не могла бути створеною без гіпотетичних уявлень. Аналогічно і експериментальний метод у І. Ньютона зовсім не був "чисто" емпіричним. Експеримент не може існувати в науці без якоїсь попередньої ідеї, без певного уявлення про причинний зв'язок фактів. Основою експериментів і спостережень, з яких І. Ньютон виводив свої закони, була ідея, запозичена з кінетичної фізики. Механіка І. Ньютона спиралась на абстрактні категорії простору, часу, маси, сили тощо, їх не можна було отримати суто індуктивним шляхом з якихось певних експериментів. Насправді 1. Ньютон, котрий мав перед собою нерозчленовану, а тому хаотичну картину руху, виділив з неї прості абстракції ізольованого тіла, потім двох тіл, що діють одне на одне, і т.д., переходячи далі від більш абстрактних до менш абстрактних понять. Генезис класичної фізики розкрив неоднозначний зв'язок експерименту з вибором фізичної теорії. Ньютонова космологія стала основою нового механістичного світогляду. Напочатку XVIII ст. кожна освітчена людина знала, що Бог створив Всесвіт як складну механічну систему, яка складається з матеріальних часток, що рухаються у нескінченному нейтральному просторі у відповідності до кількох основних принципів, які піддаються математичному аналізу - таких, як інерція та гравітація. У цьому Всесвіті Земля оберталася навколо Сонця і була однією з багатьох існуючих планет, а Сонце було лише однією із множини зірок. Ані Сонце, ані Земля не були центром Всесвіту. Світ земний і світ небесний підвладні одним і тим самим фізичним законам, зникає їх розділення: небо визнається таким, що складається з матеріальної субстанції, а небесні рухи вважаються викликаними природними механічними причинами. Така картина світу будувалася, виходячи з такого положення: після того, як Бог створив складний і впорядкований Всесвіт, він відійшов від подальшого активного втручання у природу з тим, щоби вона продовжувала існувати на підставі тих досконалих і незмінних законів, які були закладені в неї від часу створення світу. Людина у такій картині світу був вершиною творення, вона за допомогою свого розуму змогла проникнути у божественний задум і зрозуміти всесвітний порядок. З цього часу вона почала використовувати своє знання для власної користі та досягнення могутності.

46. Створення аналізу нескінченно малих: диференціальне та інтегральне числення.Диференціальне числення — розділ математики, в якому вивчаються похідні, диференціали та їх застосування в дослідженні властивостей функцій. Формування диференціального числення пов'язано з іменами ІсаакаHYPERLINK "http://uk.wikipedia.org/wiki/%D0%9D%D1%8C%D1%8E%D1%82%D0%BE%D0%BD_%D0%86%D1%81%D0%B0%D0%B0%D0%BA" Ньютона та ҐотфрідаHYPERLINK "http://uk.wikipedia.org/wiki/%D0%9B%D0%B5%D0%B9%D0%B1%D0%BD%D1%96%D1%86_%D2%90%D0%BE%D1%82%D1%84%D1%80%D1%96%D0%B4_%D0%92%D1%96%D0%BB%D1%8C%D0%B3%D0%B5%D0%BB%D1%8C%D0%BC" HYPERLINK "http://uk.wikipedia.org/wiki/%D0%9B%D0%B5%D0%B9%D0%B1%D0%BD%D1%96%D1%86_%D2%90%D0%BE%D1%82%D1%84%D1%80%D1%96%D0%B4_%D0%92%D1%96%D0%BB%D1%8C%D0%B3%D0%B5%D0%BB%D1%8C%D0%BC"Лейбніца. Саме вони чітко сформували основні положення та вказали на взаємообернений характер диференцюювання та інтегрування. Створення диференціального числення (разом з інтегральним) відкрило нову епоху у розвитку математики. З цим пов'язані такі дисципліни як теорія рядів, теорія диференціальних рівнянь та багато інших. Методи математичного аналізу знайшли використання у всіх розділах математики. Дуже поширилася область застосування математики у природничих науках та техніці.Інтеграл — центральне поняття інтегрального числення, узагальнення поняття суми для функції, визначеній на континуумі. Існує кілька різновидів визначених інтегралів: інтеграл HYPERLINK "http://uk.wikipedia.org/wiki/%D0%86%D0%BD%D1%82%D0%B5%D0%B3%D1%80%D0%B0%D0%BB_%D0%A0%D1%96%D0%BC%D0%B0%D0%BD%D0%B0"Рімана, інтеграл HYPERLINK "http://uk.wikipedia.org/wiki/%D0%86%D0%BD%D1%82%D0%B5%D0%B3%D1%80%D0%B0%D0%BB_%D0%9B%D0%B5%D0%B1%D0%B5%D0%B3%D0%B0"Лебега, інтеграл HYPERLINK "http://uk.wikipedia.org/wiki/%D0%86%D0%BD%D1%82%D0%B5%D0%B3%D1%80%D0%B0%D0%BB_%D0%A1%D1%82%D1%96%D0%BB%D1%82%D1%8C%D1%94%D1%81%D0%B0"Стілтьєса, тощо. Формула Ньютона-Лейбніца для обчислення визначеного інтегралу є узагальненням методу Архімеда для обчислення площ і поверхонь плоских і криволінійних поверхонь, об'ємів тіл, довжин кривих та інших задач.

47. Еволюція засад теоретичної та практичної механіки. Тенденцію розвитку практичної механіки другої половини 17ст. визначили пошуки нових типів двигунів. Перші спроби застосування сили пари. Гюйгенс запропонував використання сили води, розрідженної силою вогню(1666), використання порохового газу(1673), що привели привело до розробки двигуна внутрішнього згорання. Дені Папен у 1690р. описав замкнений термодинамічний цикл парової машини. Механіка 17ст. Була ключем до наукового природознавства. Механіка сприяла розвитку інструментального забезпечення наукових досліджень. Механіка давала абстрактне уявлення про рух.(механ. Рух)Якщо узагальнити процес розвитку в 17ст. Ідей теоретичної механіки, то можна константувати такі зміни :- концепції Галілея – гнучкі і незавершенні . Ньютон поставив перед наукою завдання досягти повної однозначності в поняттях .- Декарт звільнив науку від перипатетичних понять і некаузальних уявлень за допомогою довільних припущень. - картезіанська фізика – намагання розкрити виникнення найскладніших явищ з однорідної матерії, якій притаманний незнищуваний рух; ньютонова фізика – систематизація явищ .«Фізика принципів» Ньютона міцно пов*язана із систематизуючою тенденцією в науці 17-18ст.Кінетична картезіанська фізика була історично прогресивною декларацією механізму , але не давала певних відповідей на конкретні питання , захаращувала науку фантастичними гіпотезами , довільними моделями та умоглядними конструкціями . Картезіанство загрожувало релігії , тому сприймалося з осудом і підозрою .Ньютонова механіка виконала важливу роль теоретичного фундаменту розвитку знань практичної механіки і техніки. Ньютон завершив справу розпочату Архімедом – побудував загальну теоретичну систему механіки, яка об*єднувала природознавство та технічні знання. Ньютон мав метою «знаходження істинних рухів тіл через причини, що їх зумовлюють».Ньютон зробив наступний після Архімеда та Галілея крок до ідеалізації предмета механіки як розділу науково-технічного знання . Він включив статику греків і динаміку Галілея в систему вищих абстракцій .Після цього неминучою стала перебудова всього корпусу знань про механічні властивості фізичних тіл , включаючи штучні матеріальні засоби людської діяльності (техніку).Новий характер зв*язку теоретичної та практичної(технічної) механіки позначився в створенні й розвитку нових теоретичних галузей фізичного знання внаслідок розробки теорій спеціальних інструментів .

48. Дослідження оптичних та електричних явищ в Новий час. 1655р – опубліковано працю Гримальді «фізико-маметичний трактат про світло, кольори та райдугу». У 1666р. Ньютон відкрив явище розкладання білого світла в спектр(дисперсія) та хроматичної аберації. Ньютон розвивав оптику як практично – створенням телескопів, так і теоретично – обгрунтування корпускулярної теорії світла(1675), поясненняс фізичної сутності кольоровості променів. Виняткове значення – роботи Ньютона з дослідження явища інтерференції. Ньютон стояв на позиціях корпускулярної теорії. Теорія Ньютона добре пояснювала явища відбиття та заломлення, а для пояснення кольорів , розсіювання світла потрібні були нові і нові припущення . Ця теорія була найпоширенішою , доки Ейлер не розкрив її недоліки .Відкриття закону заломлення світла дало змогу перейти до розрахунків оптичних систем .Одним із найважливіших досягнень у оптиці було визначення швидкості світла в 1676р. астрономом Ремером. Встановив швидкість світла (215000км/с).Гук уперше ввів поняття фронту світлових імпульсів і з його допомогою намагався пояснити явище заломлення . Пояснив явище інтерференції світла та походження спектральних кольорів.Першим систематично та послідовно розвинув хвильову теорію Хр. Гюйгенс. Згодом фізики сприйняли та розвинули хвильову теорію Гюйгенса відмовившись від ньютонової теорії.Наприкінці 17-поч.18 ст. оптика перетворилась в могутню галузь фізичної науки. Важливий крок у науці – започаткування фотометрії .Продовживши попередні дослідження магнетизму, Галлей у 1683р. запропонував теорію хемного магнетизму і гіпотезу про магнітне походження полярного сяйва . У 1710р. було відкрито світіння повітря в трубці при електричному розряді . У 1733р. було відкрито 2 види електрики, взаємне притягання різнойменних зарядів і відштовхування однойменних .

49. Започаткування теоретичного вивчення явищ теплоти в Новий час. З розвитком металургії розвивалися й дослідження в області теплових явищ . Було започатковано три основні напрямки розвитку вчення про теплоту : термометрію, калориметрію, теорію теплоти.Термометрія виникла завдяки дослідженню об’єктивних показників нагрітості тіл .Важливий крок – вдосконалення термометрів-термоскопів . Новий термометр не зазнавав впливу атмосферного тиску. Індикатором був спирт. Шкала розбита на 100 поділок, дві постійні ще не були точно визначені. У 1655р. Гюйгенс запропонував використовувати як основні точки, температури кипіння води і таяння льоду.Калориметрія займається вимірюванням кількості теплоти та вивчення стану тіл залежно від теплових змін. Члени Флорентійської Академії – вперше визначили температуру як ступінь нагрітості тіла, а теплоту – як кількість теплоти, яку має певне тіло. Також вони показали, що при замерзанні вода збільшується в об’ємі . Перші наукові спроби розкрити природу теплоти були зроблені англійськими фізиками, зокрема Р.Бойлем, який вважав, що теплота є рухом.

50. Становлення наукової хімії. Пізнання того, як розвивалися нові знання про речовину, відбувалося становлення вагового та об*ємого аналізу в хімії, здійснювався пошук шляхів створення синтетечних композицій нових речовин – дуже важливий момент розуміння генезису науки тієї епохи в цілому. Одним із важливих напрямків розвитку хімії 18ст. започаткований дослідженням газів – пневматична хімія. Видатним представником хімії був Р.Бойль. Дослідники наукової спадщини Бойля особливо наголошують на значенні його діяльності для впровадження в хімію експериментальних підходів, унормування шляху отримання знань виключно на основі експериментів. Напрацьовані Бойлем результати сприяли розвиткові декількох галузей хімічної науки, зокрема, неорганічної хімії, аналітичної хімії та обгрутнування теоретичних основ хімії. Бойль вважається засновником аналітичної хімії, увів в хімію термін «аналіз». У 1690р. Бойль розгадав секрет виготовлення фосфору. В.Гомберг відстоював ідею початків , йому належить відкриття борної кислоти (1702р.); у 1699р. Гомберг отримав реакцію нейтралізації кислот лугами, розробив реакцію нейтралізації кислот лугами, розробив рецепти кількох легкоспалахуючих сплавів, лаків , чорнил. Серед видатних хіміків – сучасників Бойля в Англії значне місце посів Ньютон. Він удосконалив пробірний аналіз , розробив кілька монетних сплавів і рецептур для виготовлення дзеркал, які використовувались в астрономічних приладах. На початку 18ст. був накопичений чималий обсяг знань властивостей та перетворень різних речовин. Велике значення для розвитку хімії мало швидке зростання хімічної промисловості – фарбувального виробництва , гончарної справи , обробки шкір, виготовлення спиртних напоїв. Прибічником Бойля був Р.Гук, великий експерементатор-фізик, механік, який цікавився також проблемами хімії і біології. Йому належить спостереження збільшення ваги металів при опалюванні і припущення значення повітря в цьому явищі .

51. Співвідношення наукового та технічного прогресу в ХVIII ст. Поступ техніки здійснювався поза залежністю від допомоги з боку природознавців . Так було в металургії і машинобудуванні, зміни в яких спиралися на технологічні та конструктивно-технічні знання. Так було і в інших галузях . До кінця 18ст. Наука більше вчилася у промисловості, ніж була спроможна повернути їй . Єдиною галуззю, де саме наукові знання сприяли великим успіхам було мореплавство. Хоча техніки-практики 18ст. Ще не відчували своїх зв*язків з наукою, остання накопичувала потенціал , який став визначальним фактором у розвитку техніки та технології наступного історичного періоду . Аналіз загальних особливостей зародження наукового технологічного знання, його перетворення в технічні науки свідчить про двохетапність цього процесу . На першому етапі(17-поч.18ст.) відбувається становлення експериментального методу в прикладній сфері технічного пізнання . Але технічні знання ще не набули статусу наукової теорії . Це стало можливим на другому етапі, який розпочався з середини 18ст. Динамічна рівновага техніки та науки відбувалась наприкінці 18ст. в Англії .

52. Розвиток фізичних знань в післяньютонівський період. Характерною особливістю фізики18ст. є її перетворення в самостійну науку. В усіх галузях фізичні дослідження набули систематичного характеру. Експерементальна фізика привертала увагу широких кіл суспільства, нею займалися і професіонали, і аматори. Водночас з нею розвивається «раціональна», тобто теоретична фізика. Зміст і характер розвитку фізичних наук 18ст. знаходились у безпосередньому зв*язку з потребами техніки. В такий спосіб розвиваються механіка, оптика . Відбувається розвиток таких розділів фізики, як вчення про теплоту, вчення про електрику та магнетизм. На розвиток фізики 18ст. істотний вплив мала наукова спадщина Ньютона . З 30-х рр. 18ст. Під впливом нагромадженних фактів картезіанська фізика вихорів була переможно витіснена ньютонівською теорією тяжіння. Все більше фізиків приєднувалося до авторитету Ньютона в розгляді питань природи світла , методу фізики взагалі тощо. Разом з тим, поширювалась відмова будувати механічну теорію, яка б пояснювала причини сили тяжіння . Окремі дослідники оголосили тяжіння невід*ємною вихідною властивісю матерії, що робило непотрібним пояснення причин тяжіння. Інші вважали, що тогочасний стан науки не дозволяв будувати згадану теорію . Поступово послідовники Ньютона дійшли висновку , що не лише рух планет, а й інші явища можуть бути пояснені як наслідок руху певних матеріальних тіл під впливом особливих сил: магнітних, електричних, хімічних тощо. Але ньютоніанська фізика втратила ряд позитивних рис та ідей картезіанської фізики – ідей матеріальної єдності світу, ідею нестворенності руху, ідеї про зв*язок явищ у природі, про перехід однієї форми руху в іншу тощо.

53. Перехід астрономії до еволюційної концепції в ХVІІI ст. Астрономія виявилася тією галуззю знань , в якій у 18ст. відбувався перехід від ньютоніанської системи поглядів до нової, еволюційної системи поглядів. Цей перехід був підготовлений низкою нових ідей. Серед них чимале значення мали ідеї англійського астронома Томаса Райта, він першим у межах гравітаційної картини світу висунув концепцію острівного Всесвіту. Ж.Бюффон був родоначальником ідеї природного виникнення та розвитку Сонячної системи в рамках ньютонівської картини світу . Він побудував свою космогонічну гіпотезу , об*єднавши ряд ідей: Ньютона – про можливе зіткнення комети з Сонцем, Уістона – про навскісний удар, Мопертью – про сплющену форму маленької туманності, яка пояснювалась її швидким обертанням, Лейбніца – Земля, яка має внутрішнє тепло, колись була зіркою , котра охолонула з поверхні.Розвиток Всесвіту змальований Кантом як такий , що мав початок, проте не має кінця , як процес поступового утворення все нових космічних систем на все більш далеких відстанях від всесвіту , де цей процес почався . Безперервно , хвиле-подібно від центру на периферію розповсюджується еволюція космічної матерії(ця концепція визнана сучасною наукою). Друга модель – Йоган Ламберт – він стверджував існування у Всесвіті трьох порядків: 1) планета із супутником, 2) Сонце з іншими планетами, 3) Молочний Шлях та інші скупчення зірок , що видно як туманності внаслідок великих відстаней . Важливий внесок у формування астрономічної картини світу зробив російський вчений Ломоносов. Він займався питаннями фізичної природи небесних тіл, еволюції Землі та Всесвіту; відкрив атмосферу планети Венера, створив прообраз сучасного горизонтального телескопа з сидеростатом, винайшов однодзеркальну схему рефлектора з похилим дзеркалом . Йому належить теорія про існування безлічі заселених світів . Епінус приділив увагу тілам, що швидко змінюються, - кометам. Його турбувала проблема зіткнення комети з Землею. В останній чверті 18ст. об*єктом дослідження стала будова Всесвіту за межами Сонячної системи. Видатну роль у цьому відіграв астроном Вільям Гершель. Він відкрив Галактику, сьому планету Уран, декілька супутників Урана та Сатурна, виявив сезонні зміни полярних шапок Марса, пояснив хмарні явища в атмосфері планети, плями на Юпітері, виміряв період обертання Сатурну. Син В.Гершеля Дж.Гершель продовжив справу батька разом із В.Струве , він склав зоряний каталог, Струве відкрив та дослідив понад 5тис. Зірок, виміряв паралакс зірок. Значною подією було відкриття Парсоном спіральної структури у світі туманностей , що було підтвердженно американцем Д.Кіллером. В останні десятиліття 18ст. теорія тяжіння Ньютона остаточно утверджується. П. Лаплас побудував динамічну теорію припливів; у 1811-1813рр. виклав планетарну космогонічну теорію; розглянув можливий шлях утворення під впливом сили всесвітнього тяжіння системи планет та супутників з початкової гарячої розрідженої туманності, яка оберталась разом із Сонцем, що формувалось в її центрі , і яка складала начебто його атмосферу.

54. Революція в фізиці в кінці XIX на початку XX ст. На рубежі XIX і XX сторіч відбулася велика революція у фізиці, що ознаменувалася створенням принципово нових фундаментальних фізичних теорій — квантової механіки і теорії відносності. Ця революція розгорнулася саме тоді, коли класична картина світових явищ, побудована на основі фізики Ньютона з її залізним зв'язком причин і наслідків, здавалася майже повністю завершеною і здатною пояснити будь-які явища.Проте розвиток фізики показав неспроможність подібних уявлень. З'ясувалося, що механічні явища — це лише окремий, граничний випадок набагато складніших процесів, які підпорядковуються зовсім іншим законам. Класична механіка виявилася граничним випадком теорії відносності ари швидкостях, значно менших від швидкості світла, і не надто великих масах. Це була локальна революція у фізиці. Але вона принесла з собою не тільки нові загальніші теорії, а й викликала перегляд багатьох звичних уявлень, що мають першорядне світоглядне й методологічне значення.Цілий ряд положень класичної фізики, які до певного часу служили настільки добре, що вони почали здаватися" «абсолютними», зазнали повного краху. Цей крах викликав у багатьох природодослідників велику розгубленість, набрав у їхніх очах характеру загальної катастрофи науки взагалі. Якщо наші знання про матерію, розмірковували вони, знання, якими прекрасно користувалися протягом сторіч, раптом виявилися неспроможними, якщо навіть найфундаментальніші уявлення про природу піддаються кардинальному перегляду, то з цього випливає, що ніякої матерії не існує, а існують лише наші уявлення про неї.