3.Формирование предпосылок классической механики

В формировании классической механики великая заслуга принадлежит Галилео Галилею (родился в 1564 году – год смерти Микеланджело). Хотя он не определился с вопросом о бесконечности мира, не признавал законы Кеплера, но был уверен, что «законы природы написаны на языке математики». Смысл своего творчества видел в физическом обосновании гелиоцентризма. Заложил основы экспериментального естествознания, показывая, что естествознание требует умения делать научные обобщения из опыта, а эксперимент - важнейшим метод научного познания. Будучи студентом, открыл закон изотропности колебаний маятника (медицине, астрономии, географии, прикладной механике). Усовершенствовал зрительную трубу (изобретена в 1608), превратив её в телескоп с 30-кратным приближением (открыл спутники Юпитера, Сатурна, фазы Венеры, солнечные пятна, Млечный путь – скопление звезд и т.д.).

Но его деятельность шла в борьбе с церковной ортодоксией. Церковь дважды вела против него процессы. После второго от него потребовали признать ложность учения Коперника, пригрозив осудить его как еретика и уничтожить его рукописи и книги. Галилей уступил, купив возможность завершения своего дела (не говорил фразу «и все - таки она движется»). Его вклад в механику был значительным:

• разграничил понятие равномерного и неравномерного, ускоренного движения;

• сформулировал понятие ускорения (скорость изменения скорости);

• показал, что результатом действия силы на движущееся тело является не скорость, а ускорение;

• вывел формулу, связывающую ускорение, путь и время: S = 1\2 at;

• сформулировал принцип инерции (если на тело не действует сила, то тело находится либо в состоянии покоя, либо в состоянии прямолинейного равномерного движения);

• выработал понятие инерциальной системы;

• сформулировал принцип относительности движения (все системы, которые движутся прямолинейно и равномерно относительно друг друга – инерциальные – равноправны между собой в отношении описания механических процессов);

• открыл закон независимости действия сил (принцип суперпозиции)

В результате этого появилась возможность решения динамических задач (задачи об ударе упругих шаров, колебаниях физического маятника, определение центробежной силы – Гюйгенс).

Огромное влияние на развитие физики 17 века оказал Рене Декарт, разработав рационалистическую методологию теоретического естествознания. Эта методология привела его аналитической геометрии и геометризации физики.

Декарт заложил основы механистического мировоззрения, центральной идеей которого – идея тождества материальности и протяженности. Мир Декарта - это однородное пространство. Материя Декарта – чистая протяженность, заполняющая всю Вселенную, а части материи находятся в непрерывном движении и взаимодействуют друг с другом (давление удар). В физике Декарта нет места силам, тем более действующим на расстоянии через пустоту. Все изменения, которые наблюдаются в материальном пространстве, сводятся лишь к механистическому перемещению.

Декарт также является автором первой европейской теории происхождения мира, Вселенной. Он допускает, что природа была создана Богом в виде материального хаоса, но в дальнейшем развитии Бог участия не принимал. Мир развивается по естественным законам. ---- Из первоначального хаоса благодаря взаимодействиям частиц образовались вихри, каждый из которых имеет свой центр. Непрерывное трение частиц друг о друга шлифует их и дробит. Отшлифованные круглые частицы, находясь в непрерывном движении, образуют материю «неба», раздробленные частицы стремятся к центру, образуя материю «огня». Этот огонь из тонких частиц, находящихся в бурном движении, формирует звезды и Солнце. Более массивные частицы вытесняются к периферии, слепливаются и образуют тела планет. Каждая планета вихрем вовлекается в движение около центрального светила (открыл закон преломления света).—

Космогоническая теория Декарта объясняла суточное движение Земли вокруг своей оси и ее годовое движение вокруг Солнца, но не могла объяснить других особенностей Солнечной системы (в том числе и законов Кеплера). Она была умозрительной, не обоснованной математически, но смелой для той эпохи.

Не смотря на то, что Ньютоново направление на том этапе развития науки было более прогрессивным, общие идеи Декарта оказали влияние на формирование научных взглядов 18 и 19 веков, а его теории возрождалась в астрономии и космогонии до 20 века. Ньютон сказал: «Если я вижу дальше Декарта, то это потому, что я стою на плечах гиганта».

Важную роль в становлении классической механики сыграло творчество итальянского астронома Дж.Борелли. Разрабатывая теорию спутников Юпитера в 1666 г. выдвинул идею того, что если некоторая сила притягивает спутники к планете, а планеты к Солнцу, то эта сила должна уравновешиваться противоположно направленной центробежной силой, возникающей при круговом движении. Так он объяснял эллиптическое движение планет вокруг Солнца.