Роль Ньютона в становлении механистической научной картины мира

Введение

Всемирный тяготение ньютон закон

Современная наука охватывает огромную отрасль знаний - около 15 тысяч дисциплин, которые в различной степени отдалены друг от друга. Современная наука имеет очень сложную организацию. Она разделяется на множество отраслей знания.

Естествознание - наука о природе; совокупность естественных наук, взятая как целое; одна из трех основных областей человеческого знания (наряду с науками об обществе и мышлении). В Новое время природа впервые становится объектом тщательного научного анализа и вместе с тем поприщем активной практической деятельности человека, масштабы которой в силу успехов капитализма постоянно нарастают. Относительно низкий уровень развития науки и вместе с тем овладение человеком мощными силовыми агентами природы (тепловой, механической, а затем и электрической энергией) не могли не привести к хищническому отношению к природе, преодоление которого растянулось на века, вплоть до наших дней.

Объект естествознания - сама природа, предмет - различные виды материи и формы их движения, проявляющиеся в природе, их связи и закономерности.

Физика как ведущая отрасль всего естествознания играет роль стимулятора по отношению к другим отраслям естествознания. Конституирование физики как науки связано в первую очередь с гениальными открытиями Галилео Галилея (1562 - 1642) и Исаака Ньютона (1643 - 1727). Особенно значительны научные прозрения Ньютона.

 

Роль Ньютона в становлении механистической научной картины мира

 

В истории развития естествознания можно выделить три научных революции.

Первая революция (аристотелевская) произошла в VI - IV вв. до н.э. в познании мира, в результате которой и появилась на свет наука. Важнейшим фрагментом античной научной картины мира стало последовательное геоцентрическое учение о модели мира. В центре конечной Вселенной находится неподвижная Земля, а Солнце, Луна, планеты и звёзды обращаются вокруг неё по круговым орбитам, расположенным на восьми сферах. Что лежит за последней сферой, не объяснялось.

Вторая глобальная научная революция (ньютоновская) пришлась на XVI - XVIII вв. Её исходным пунктом считается переход от геоцентрической модели мира к гелиоцентрической. В центре бесконечной Вселенной находится Солнце, а Луна, планеты и звёзды обращаются вокруг него. Основной смысл второй научной революции - становление классического естествознания. Итог - механистическая научная картина мира, завершенная И. Ньютоном.

Динамический закон - это физический закон, отображающий объективную закономерность в форме однозначной связи физических величин, выражаемых количественно. Динамической теорией является физическая теория, представляющая совокупность динамических законов. Исторически первой и наиболее простой теорией такого рода и явилась классическая механика Ньютона. Она претендовала на описание механического движения, то есть перемещения в пространстве с течением времени любых тел или частей тел относительно друг друга, с какой угодно точностью.

Метод, примененный Ньютоном, называется сейчас правилом индукции (от единичного к особенному, а от него - к общему). Процесс индукции связан с такой операцией, как сравнение - установление сходства и различия объектов, явлений. Благодаря этому методу Ньютон сумел распространить область применимости законов механики на всю Вселенную и доказать универсальность тяготения.

Изобретенную теорию Ньютон представил в фундаментальном труде «Математические начала натуральной философии» (1687 г.).

К величайшим научным достижениям ХVII - ХVIII вв. надо отнести закон всемирного тяготения И. Ньютона. Закон всемирного тяготения носит универсальный характер, т.к. ему подчиняется все - малое и большое, земное и небесное. G - постоянная закона тяготения Ньютона.

Закон всемирного тяготения открыл широкие возможности для развития научного подхода к исследованию Вселенной и ее составных частей на основе лишь немногих фундаментальных законов и взаимодействий, имеющих одинаковую силу на Земле, в научной лаборатории и в космосе.

Естественно-научные представления о пространстве и времени прошли длинный путь становления и развития. Самые первые из них возникли из очевидного существования в природе твердых физических тел, занимающих определенный объем. Здесь основными были представления о пространстве и времени как о субстанции - нечто относительно устойчивое, то, что существует само по себе, не зависит ни от чего другого (Аристотель, Демокрит). Первая законченная теория пространства - геометрия Евклида. Она была создана примерно 2 000 лет назад и до сих пор считается образцом научной теории. Геометрия Евклида оперирует идеальными математическими объектами, которые существуют как бы вне времени, и в этом смысле пространство в этой геометрии - идеальное математическое пространство. Такой взгляд и позволил Ньютону сформулировать концепцию абсолютного пространства и времени. Абсолютное пространство существует независимо от времени и независимо от наполняющей его материи, остается всегда одинаковым и неподвижным. Пространство - лишь сцена, на которой разворачиваются события, немой и безучастный свидетель того, что происходит с материей. Абсолютное время при этом течет равномерно и независимо ни от чего, и иначе называется длительностью. Течение абсолютного времени изменяться не может. Длительность или продолжительность существования вещей одна и та же, быстры ли движения (по которым измеряется время), медленны ли или их совсем нет… Время и пространство составляют как бы вместилища самих себя и всего существующего.

Следует, однако, отметить, что, создав стройную научную теорию, И. Ньютон допускал возможность божественного первотолчка. Ведь представление о Вселенной как о гигантской заводной игрушке, часовщиком в которой был Бог, преобладало в XVII - XVIII вв..

В конце XVII в. произошла также революция в математике. И. Ньютон и Г. Лейбниц независимо друг от друга разработали принципы интегрального и дифференциального исчисления.

Ньютон разработал математический анализ. Он создал свой вариант дифференциального и интегрального исчисления, благодаря этому ему удалось точно сформулировать законы динамики и закон всемирного тяготения, согласно которому все тела, независимо от их свойств и от свойств среды, в которой они находятся, испытывают взаимное притяжение, прямо пропорциональное их массам и обратно пропорциональное квадрату расстояния между ними.

Дифференциальное исчисление дало возможность математически описывать не только устойчивые состояния тел, но и текущие процессы, не только покой, но и движение. Эти исследования стали основой математического анализа и математической базой всего современного естествознания.

Итак, изучение природы должно было начаться с установления законов такой простейшей формы движения материи, какой являются механические процессы. Занявшись экспериментальным исследованием свободно падающих тел, выдающийся итальянский ученый Галилео Галилей сформулировал управляющие ими законы и заложил основы механики, которую превратил в научную дисциплину знаменитый английский ученый Исаак Ньютон.