Механистический период

Этот этап развития естествознания начинается с конца 15 века, охватывает эпоху Возрождения и продолжается до конца 18 века (от Галилея до Ньютона). Становление и развитие капиталистических производственных отношений, развитие производства на основе законов механики дали в свою очередь мощный толчок развитию естествознания. В знаниях о природе идеи сохранения и периодичности пополнялись новым содержанием.

Идея сохранения проявилась в трех законах: инерции (Г. Галилей, 1632 г.), сохранения механической энергии (Г. Лейбниц, 1686 г.), сохранения массы вещества (А. Лавуазье, 1756 г.).

В 1687 г. И. Ньютон публикует грандиозный труд «Математические начала натурфилософии». В нем он, обобщив результаты своих предшественников и свои собственные в области механики, формулирует основные законы и понятия механики. Механика – наука о движении. Причиной движения и всевозможных изменений является взаимодействие тел. Физической мерой взаимодействия является сила. В механике Ньютона понятие силы считается фундаментальным. Источником силы в соответствии с законом всемирного тяготения является масса тел, понятие, впервые введенное Ньютоном.

В механистический период естествознание выходит из натурфилософии, становится самостоятельной, систематической и экспериментальной наукой. К концу механистического периода сформировалась механистическая корпускулярная (дискретная) картина мира. Большая заслуга в ее создании принадлежит Галилею и Ньютону, который открыл закон всемирного тяготения. Основополагающими идеями этой картины мира явились атомизм и механицизм.

В чем сущность механистической картины мира?

1. Материя рассматривалась как вещественная субстанция, состоящая из отдельных частиц – атомов или корпускул (молекул). Атомы абсолютно прочны, неделимы, непроницаемы (вот почему картина мира называлась дискретной).

2. Пространство. Ньютон рассматривает два вида пространства: относительное (с ним люди знакомятся путем измерения пространственных отношений между телами) и абсолютное. Он писал: «Абсолютное пространство по своей сути безотносительно к чему бы то ни было внешнему, остается всегда одинаковым и неподвижным. Абсолютное пространство – это пустое вместилище тел, оно не связано со временем и его свойства не зависят от наличия или отсутствия материальных объектов. Оно является трехмерным согласно геометрии Евклида, непрерывным, бесконечным, однородным и изотропным».

3. Время. Ньютон рассматривал два вида времени: относительное и абсолютное. Относительное время люди познают в процессе измерений. Абсолютное время – пустое вместилище событий, не зависящее ни от чего. В отличие от пространства оно одномерно (течет в одном направлении от прошлого к будущему). оно непрерывно, бесконечно и однородно (везде одинаково).

Абсолютное пространство и время не содержат каких-либо меток, от которых можно было бы вести отсчет и ответить на вопрос «Где?» и «Когда?». Поэтому для изучения в них материальных объектов необходимо вводить систему отсчета (систему координат и часы). Система отсчета, жестко связанная с абсолютным пространством, называется инерциальной.

Пространство и время в представлении Ньютона не связаны между собой и с материей. С критикой этих представлений выступил великий математик Г. В. Лейбниц, который предложил реляционную концепцию пространства и времени. Суть ее в том, что нельзя рассматривать пространство и время в отрыве от вещей (материи). Однако, в то время эти представления не нашли отражения в развитии физики. Ньютоновская концепция пространства и времени, на основе которой строилась механистическая картина мира, оказалась господствующей вплоть до конца ХIХ века.

4. Взаимодействия. Взаимодействие рассматривалось только как гравитационное.

5. Движение. Признавалось только механическое движение. Многие явления природы, даже живой, пытались объяснить на основе законов механики.

Коротко механистическая картина мира может быть сформулирована следующим образом:

«Неизменные дискретные сущности находятся в вечном круговороте и взаимодействуют друг с другом по законам механики, создавая многообразие форм природы».

Механистический подход к описанию природы оказался весьма плодотворным. На его основе физика получила дальнейшее развитие. Были созданы:

-гидродинамика;

-теория упругости;

-молекулярно-кинетическая теория;

-механическая теория тепла и др.

Однако существовали две области классической физики, где наблюдаемые экспериментально явления не могли быть объяснены убедительно в рамках механистической картины мира. Это оптические и электромагнитные явления. Ньютон, следуя логике своего учения, считал свет потоком материальных частиц – корпускул, которые излучают светящиеся тела. Эти частицы движутся по законам механики и, попадая в глаз, вызывают ощущение света.

На основе этих представлений Ньютон пытался объяснить законы отражения и преломления света. Вместе с тем делались попытки объяснить оптические явления принципиально другим путем – на основе созданной Х. Гюйгенсом волновой теории. В 1699 г. он публикует работу «Трактат о свете», где проводит аналогию между светом и движением волн на поверхности воды или звуковых волн в воздухе. Исходя из волновой теории, Гюйгенс успешно объяснил законы отражения и преломления света. Позднее Т. Юнг и О. Френель в рамках волновой теории объяснили явления дифракции и интерференции света.

Дата добавления: 2014-01-07